DE102005063632A1 - Method for controlling an electric power - Google Patents

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Kazuyoshi Obayashi
Hironori Asa
Hiroshi Tamura
Keisuke Tani
Atsushi Inaba
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Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung einer Leistungsversorgungssteuerung, welche mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungsquellen (3, 5, 8, 14) einschließlich eines thermischen Leistungsgenerators (5) zur Erzeugung elektrischer Leistung unter Verwendung thermischer Energie einer Wärmequelle ausgestattet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist: Erkennen einer Temperatur der Wärmequelle oder eines Wärmeübertragungsmediums der Wärmequelle; Berechnen einer maximalen Versorgungsleistung, welche von dem thermischen Leistungsgenerator geliefert werden kann und deren Leistungserzeugungskosten, basierend auf der Temperatur und Berechnen der maximalen Versorgungsleistung der anderen Leistungsversorgungsquellen und ihrer Leistungserzeugungskosten; und Bestimmen der Zuweisung benötigter elektrischer Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle, so dass elektrische Leistung an einen Anforderungsort für elektrische Leistung in einem Bereich der maximalen Versorgungsleistung in Priorität einer elektrischen Leistungsversorgungsquelle geliefert wird, deren Leistungserzeugungskosten niedriger sind, wobei die Leistungsversorgungsquellen jeweils die benötigte elektrische Leistung liefern.A method of controlling electric power of a power supply controller equipped with a plurality of power supply sources (3, 5, 8, 14) including a thermal power generator (5) for generating electric power using thermal energy of a heat source is characterized in that the steps of: detecting a temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source; Calculating a maximum supply power that can be supplied by the thermal power generator and its power generation cost, based on the temperature and calculating the maximum supply power of the other power supply sources and their power generation costs; and determining the allocation of required electric power to each power supply source so that electric power is supplied to an electric power request location in a range of the maximum supply power in priority of an electric power supply source whose power generation cost is lower, the power supply sources supplying the required electric power, respectively.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung von Leistung aus Wärme (thermische Leistung), welches mit einem Generator für thermische Leistung ausgestattet ist, der einen Motor oder dergleichen als Wärmequelle verwendet und elektrische Leistung unter Verwendung thermischer Energie der Wärmequelle erzeugt, sowie eine Leistungsversorgungssteuerung und ein Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung hiervon.The present invention relates to a system for generating power from heat (thermal power) equipped with a thermal power generator using a motor or the like as a heat source and generating electric power using thermal energy of the heat source, and a power supply controller and a method for controlling electric power thereof.

Ein bekannter thermischer Leistungserzeuger oder Leistungsgenerator, wie er beispielsweise in der JP-7-12009 A beschrieben ist, erzeugt elektrische Leistung unter Verwendung thermischer Energie von Abgas, welches von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird. Bei diesem thermischen Leistungsgenerator für ein Fahrzeug wird ein thermoelektrischer Übertrager entlang der Außenseite einer Abgasleitung für das Verbrennungsgas des Motors gewickelt und thermische Energie, welche in diesen thermoelektrischen Übertrager geleitet wird, wird in elektrische Energie oder Leistung umgewandelt.A known thermal power generator or power generator, as used for example in the JP-7-12009A described generates electric power using thermal energy of exhaust gas, which is discharged from an internal combustion engine. In this thermal power generator for a vehicle, a thermoelectric transformer is wound along the outside of an exhaust pipe for the combustion gas of the engine, and thermal energy that is conducted into these thermoelectric transformer is converted into electric power or power.

Ein anderer bekannter thermischer Leistungserzeuger oder Leistungsgenerator verwendet den Rankine-Zyklus der Kondensation und Ausdehnung eines Kühlmittels. Dies ist ein thermischer Leistungsgenerator, der elektrische Leistung erzeugt, indem ein Kühlmittel sich durch thermische Energie des Kühlwassers einer Brennkraftmaschine ausdehnen kann, die kinetische Energie der Ausdehnung in eine Rotationsenergie umgewandelt wird und der Generator angetrieben wird. Somit wird elektrische Leistung für ein Fahrzeug unter Verwendung thermischer Energie des Motors gebildet, welche ansonsten praktisch ein Wegwerfprodukt ist. Dieses Schema beseitigt nicht nur einen Mangel an zuführbarer elekrischer Leistung, sondern spart auch Kraftstoff ein, der zur Erzeugung elektrischer Energie oder elektrischer Leistung verwendet werden muss, so dass sich eine Kraftstoffeinsparung ergibt.Another known thermal power generator uses the Rankine cycle of condensation and expansion of a coolant. This is a thermal power generator that generates electric power by allowing a coolant to expand by thermal energy of the cooling water of an internal combustion engine, converting the kinetic energy of expansion into a rotational energy, and driving the generator. Thus, electric power for a vehicle is formed using thermal energy of the engine, which is otherwise practically a disposable product. This scheme not only eliminates a lack of deliverable electrical power, but also saves fuel that must be used to generate electrical power or electrical power, thus resulting in fuel economy.

Ein thermisches Leistungserzeugungssystem mit einem derartigen thermischen Leistungsgenerator erzeugt jedoch nicht immer eine feste elektrische Leistung. Beispielsweise unmittelbar nach dem Anlassen des Motors oder in einer anderen Situation ist die erzeugte elektrische Leistung niedrig, da das Kühlwasser noch niedrige Temperatur hat. Umgekehrt ist in einem Zustand einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit die erzeugte elektrische Leistung aufgrund der hohen Temperatur des Kühlwassers hoch. Selbst wenn daher der thermische Leistungsgenerator so ausgelegt ist, dass ein Bedarf seitens des Fahrzeugs für elektrische Leistung durch thermische Leistungserzeugung gedeckt wird, ist die gleichzeitige Verwendung einer thermischen Leistungserzeugung und einer Motorleistungserzeugung unabdingbar. Dies erzeugt ein Problem, wie die thermische Leistungserzeugung und die Motorleistungserzeugung Teil der erzeugten elektrischen Leistung hervorbringen sollen, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.However, a thermal power generation system with such a thermal power generator does not always generate a fixed electric power. For example, immediately after starting the engine or in another situation, the generated electric power is low because the cooling water is still at a low temperature. Conversely, in a state of high-speed driving, the generated electric power is high due to the high temperature of the cooling water. Therefore, even if the thermal power generator is designed to meet a demand for electric power from the vehicle by thermal power generation, the simultaneous use of thermal power generation and engine power generation is indispensable. This creates a problem of how thermal power generation and engine power generation are expected to produce part of the electrical power generated to improve fuel economy.

Weiterhin, wenn die Zuweisung der Erzeugung elektrischer Leistung bestimmt wird, muss, um eine derartige Zuweisung zu bestimmen, um eine Verbesserung im Kraftstoffverbrauch zu erhalten, die Erzeugung von elektrischer Leistung durch das thermische Leistungserzeugungssystem genau vorhergesagt werden. Um hierbei die erzeugte elektrische Leistung in dem thermischen Leistungserzeugungssystem vorhersagen zu können, ist es notwendig, mechanische Energie zu berechnen, welche einen Entspanner und den thermischen Leistungsgenerator aus interner Energie des Rankine-Kühlmittelzyklus betreibt. Aus diesem Grund wird eine Balanceberechnung des Rankine-Zyklus durchgeführt, wobei Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungstemperatur, Kühlwassertemperatur etc. als Eingangsbedingungen dienen.Further, when determining the allocation of electric power generation, in order to determine such allocation to obtain an improvement in fuel consumption, the generation of electric power by the thermal power generation system must be accurately predicted. In order to be able to predict the generated electric power in the thermal power generation system, it is necessary to calculate mechanical energy that operates a relaxer and the internal energy of the Rankine refrigerant cycle thermal power generator. For this reason, a balance calculation of the Rankine cycle is performed with vehicle speed, ambient temperature, cooling water temperature, etc. as input conditions.

Es entsteht jedoch tatsächlich ein Fehler zwischen der vorhergesagten erzeugten elektrischen Leistung und der elektrischen Leistung, welche tatsächlich erzeugt wird, und zwar aufgrund verschiedener Faktoren: Fehler der Eingangsbedingungen; Verluste in Abschnitten, bei denen Verlustvorhersagen schwierig sind, beispielsweise der Austritt von Kühlwasser; Charakteristikänderungen verschiedener Instrumente über die Zeit hinweg etc. Im Ergebnis kann, wenn die vorhergesagte erzeugte elektrische Leistung niedriger als die tatsächliche maximale erzeugte elektrische Leistung ist, thermische Energie nicht effektiv verwendet werden, was zu einem Absinken eines Verbesserungseffektes hinsichtlich Kraftstoffverbrauch führt. Andererseits, wenn die vorhergesagte erzeugte elektrische Leistung höher als die tatsächliche maximale erzeugte elektrische Leistung ist, kann dies eine Überbelastung für den Entspanner darstellen, was es unmöglich machen kann, den Rankine-Zyklus aufrecht zu erhalten. Folglich werden Drehzahlschwankungen des Entspanners allmählich größer und schließlich stoppt der Entspanner seinen Betrieb, was dazu führt, dass keine elektrische Leistung mehr erzeugt werden kann.However, an error actually arises between the predicted generated electric power and the electric power actually generated, due to various factors: input condition errors; Losses in sections where loss predictions are difficult, for example, leakage of cooling water; As a result, when the predicted generated electric power is lower than the actual maximum generated electric power, thermal energy can not be effectively used, resulting in a decrease in an improvement effect on fuel consumption. On the other hand, if the predicted generated electric power is higher than the actual maximum generated electric power, this may be an overburden for the expander, which may make it impossible to maintain the Rankine cycle. As a result, speed variations of the expander gradually increase, and finally, the expander stops operating, resulting in that no more electric power can be generated.

Da weiterhin das Erzeugungssystem für thermische Leistung Hilfsmaschinen aufweist, welche elektrische Leistung verbrauchen, beispielsweise eine Kühlmittelpumpe, eine Wasserpumpe und ein Kühlgebläse, ist es notwendig, den Leistungs- oder Energieverbrauch durch die Hilfsmaschinen von der erzeugten elektrischen Leistung abzuziehen.Further, since the thermal power generation system has auxiliary machines that consume electric power, for example, a coolant pump, a water pump, and a cooling fan, it is necessary to subtract the power or power consumption by the auxiliary machines from the generated electric power.

Da jedoch das Kühlgebläse etc. zusammen mit anderen Systemen verwendet wird, ist es unmöglich, genau zu erfassen, wieviel erzeugter elektrischer Nettoleistung als Erzeugungssystem für thermische Leistung berechnet werden kann, indem einfach der Leistungsverbrauch solcher Hilfsmaschinen von der erzeugten elektrischen Leistung subtrahiert wird. Da weiterhin ins Auge gefasst wird, dass die erzeugte elektrische Leistung niedriger als der Leistungsverbrauch durch die Hilfsmaschinen ist, gibt es das Problem, wie in diesem Fall die erzeugte elektrische Leistung zu handhaben ist.However, since the cooling fan etc. is used together with other systems, it is impossible to accurately grasp how much generated electric Net power can be calculated as a thermal power generation system by simply subtracting the power consumption of such auxiliary machinery from the generated electric power. Further, since it is considered that the generated electric power is lower than the power consumption by the auxiliary machines, there is the problem how to handle the generated electric power in this case.

Diese Erfindung wurde angesichts des obigen Problems gemacht und hat als Aufgabe, ein System zur Erzeugung thermischer Leistung bereitzustellen, mit welchem die erzeugte elektrische Leistung genau vorhersagbar ist, und somit der Kraftstoffverbrauch bei der Erzeugung elektrischer Leistung verbesserbar ist, während die Anforderung nach elektrischer Leistung befriedigt wird; weiterhin soll durch die vorliegende Erfindung eine zugehörige Leistungsversorgungssteuerung und ein Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung hiervon geschaffen werden.This invention has been made in view of the above problem and has as its object to provide a system for generating thermal power, with which the generated electric power is accurately predictable, and thus the fuel consumption in the generation of electric power can be improved while satisfying the demand for electric power becomes; Furthermore, the present invention is intended to provide an associated power supply controller and method of controlling electrical power therefrom.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die den betreffenden Ansprüchen angegebenen Merkmale.The solution of these objects is achieved by the features specified in the claims.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.Further details, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt:It shows:

1 ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wird; 1 a block diagram of an electrical system of a vehicle to which the present invention is applied;

2 ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme gemäß einer ersten Ausführungsform; 2 a block diagram of a system for generating power from waste heat according to a first embodiment;

3 ein Flussdiagramm eines Berechnungsprozesses zur Berechnung einer maximalen Versorgungsleistung und der Leistungserzeugungskosten durch einen Generator zur Leistungserzeugung aus Abwärme; 3 a flowchart of a calculation process for calculating a maximum supply power and the power generation costs by a generator for power generation from waste heat;

4 ein Flussdiagramm einer ersten Hälfte eines Zuweisungsbestimmungsprozesses einer Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung, um die Zuweisung benötigter elektrischer Leistungen an jeweilige Leistungsversorgungsquellen zu bestimmen; 4 a flowchart of a first half of an assignment determination process of a vehicle power supply control to determine the allocation of required electric power to respective power supply sources;

5 ein Flussdiagramm einer zweiten Hälfte eines Zuweisungsbestimmungsprozesses einer Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung, um die Zuweisung benötigter elektrischer Leistungen an jeweilige Leistungsversorgungsquellen zu bestimmen; 5 a flowchart of a second half of an assignment determination process of a vehicle power supply control to determine the allocation of required electric power to respective power supply sources;

6 graphische Darstellungen von Beziehungen zwischen maximaler Zufuhrleistung des Generators zur Leistungserzeugung aus Abwärme und Kühlmitteldruck bzw. Kühlmittelflussrate bzw. Motorkühlwassertemperatur; 6 graphical representations of relationships between maximum supply power of the generator for power generation from waste heat and coolant pressure or coolant flow rate or engine cooling water temperature;

7 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen den Leistungserzeugungskosten und der Motorkühlwassertemperatur in dem Generator zur Leistungserzeugung aus Abwärme; 7 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the power generation cost and the engine cooling water temperature in the waste heat generating generator; FIG.

8 ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs in einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform; 8th a block diagram of an electrical system of a vehicle in a first modification of the first embodiment;

9 ein Flussdiagramm eines Zuweisungsbestimmungsprozesses, bei dem die Zuweisung benötigter elektrischer Leistungen an zwei Leistungsversorgungsquellen bei der ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform bestimmt wird; 9 a flowchart of an assignment determination process in which the allocation of required electric power to two power supply sources is determined in the first modification of the first embodiment;

10 ein Diagramm eines Verfahrens zur Steuerung elektrischer Leistung eines elektrischen Systems in einem Fahrzeug gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform; 10 a diagram of a method for controlling electrical power of an electrical system in a vehicle according to a second modification of the first embodiment;

11A Diagramme von Beziehungen zwischen den Leistungserzeugungskosten der thermischen Leistungserzeugung in dem Fall, in dem die Wassertemperaturanstiegssteuerung (Abwärmeanstiegssteuerung) durchgeführt wird und der Motorkühlwassertemperatur; 11A Charts of relations between the power generation cost of the thermal power generation in the case where the water temperature increase control (waste heat increase control) is performed and the engine cooling water temperature;

11B Diagramme von Beziehungen zwischen einer maximalen Versorgungs- oder Zufuhrleistung und der Motorkühlwassertemperatur; 11B Diagrams of relationships between a maximum supply or supply power and the engine cooling water temperature;

12 ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs in einer vierten Abwandlung der ersten Ausführungsform; 12 a block diagram of an electrical system of a vehicle in a fourth modification of the first embodiment;

13 ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs in einer fünften Abwandlung der ersten Ausführungsform; 13 a block diagram of an electrical system of a vehicle in a fifth modification of the first embodiment;

14 ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines elektrischen Hybridfahrzeugs (HV = hybrid vehicle) in einer sechsten Abwandlung der ersten Ausführungsform; 14 a block diagram of an electrical system of a hybrid electric vehicle (HV) in a sixth modification of the first embodiment;

15 ein Blockdiagramm eines vereinfachten Aufbaus des elektrischen Systems des elektrischen Hybridfahrzeugs (HV) in der sechsten Abwandlung der ersten Ausführungsform; 15 a block diagram of a simplified structure of the electrical system of the hybrid electric vehicle (HV) in the sixth modification of the first embodiment;

16 ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme gemäß einer zweiten Ausführungsform; 16 a block diagram of a system for generating power from waste heat according to a second embodiment;

17 ein Flussdiagramm eines Ablaufs zur Berechnung einer maximalen Versorgungsleistung WTGMAX, von Leistungserzeugungskosten CTG und elektrischer Lastleistung LTG in dem Generator zur Leistungserzeugung aus Abwärme, sowie eines Ablaufs zur Steuerung erzeugter elektrischer Leistung durch den Generator zur Leistungserzeugung aus Abwärme, jeweils gemäß der zweiten Ausführungsform; 17 5 is a flowchart showing a process for calculating a maximum supply power W TGMAX , power generation cost C TG and electric load power L TG in the waste heat generation generator, and a process for generating electric power generated by the waste heat generation generator respectively according to the second embodiment ;

18 ein Flussdigramm von Details eines Ablaufs zur Berechnung der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX und der Leistungserzeugungskosten CTG bei dem Generator zur Leistungserzeugung aus Abwärme; 18 a flow chart of details of a procedure for calculating the maximum supply power W TGMAX and the power generation cost C TG in the power generation generator from waste heat;

19 ein Mollier-Diagramm eines Kühlmittels HFC-134a; 19 a Mollier diagram of a coolant HFC-134a;

20 ein Flussdiagramm des Ablaufs zur Bestimmung eines Betriebspunkts in einem Rankine-Zyklus; 20 a flowchart of the procedure for determining an operating point in a Rankine cycle;

21(a) und (b) ein rechtwinkliges Dreieck CDR, dessen Hypotenuse auf einen Zyklus C nach D eines Kühlmittelzustands in einem Vorhersagezyklus des Mollier-Diagramms gelegt ist bzw. ein rechtwinkliges Dreieck C'D'R', dessen Hypotenuse auf einen Zyklus C' nach D' eines Kühlmittelzustands in einem tatsächlichen Gerätezyklus des Mollier-Diagramms gelegt ist; und 21 (a) and (b) a right-angled triangle CDR whose hypotenuse is placed on a cycle C to D of a coolant state in a prediction cycle of the Mollier diagram, and a right-angled triangle C'D'R 'whose hypotenuse is cycled C' to D ' a coolant state is placed in an actual device cycle of the Mollier diagram; and

22 ein Flussdiagramm eines Berechnungsvorgangs für den Leistungsverbrauch Wcp in dem System zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme. 22 a flowchart of a calculation process for the power consumption W cp in the system for generating power from waste heat.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen und Abwandlungen beschrieben, welche auf ein elektrisches System gerichtet sind, welches ein System zur Erzeugung thermischer Leistung in einem Kraftfahrzeug, sowie ein Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung betreffen. Die Erfindung kann selbstverständlich nicht nur bei Kraftfahrzeugen angewendet werden, sondern auch bei anderen beweglichen Objekten, welche eine Wärmequelle haben, beispielsweise Schienenfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge etc.The present invention will be described below with reference to various embodiments and modifications directed to an electrical system relating to a system for generating thermal power in a motor vehicle and a method for controlling electric power. Of course, the invention can be applied not only to automobiles, but also to other moving objects having a heat source, such as rail vehicles, ships, airplanes, etc.

<Erste Ausführungsform><First Embodiment>

Bezugnehmend auf 1, so weist ein elektrisches System eines Fahrzeugs unter anderem auf: einen Motor (z. B. eine Brennkraftmaschine) 1, eine Motorsteuerung 2, einen Wechselrichter 3, eine Wechselrichtersteuerung 4, ein System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme, eine Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme; einen Wassertemperaturdetektor 7, eine Batterie 8, einen Batteriezustandsdetektor 9, einen Busspannungsdetektor 10, einen Stromdetektor 11, eine Steuerung 12 für elektrische Last und eine Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13.Referring to 1 For example, an electric system of a vehicle includes: an engine (eg, an engine) 1 , an engine control 2 , an inverter 3 , an inverter control 4 , a system 5 for generating power from waste heat, a controller 6 for generating power from waste heat; a water temperature detector 7 , a battery 8th , a battery state detector 9 , a bus voltage detector 10 , a current detector 11 , a controller 12 for electric load and vehicle power supply control 13 ,

Der Motor 1 ist – wie erwähnt – eine Brennkraftmaschine, welche Benzin, Leichtöl oder dergleichen als Brennstoff verwendet und mit dem Wechselrichter 3 über einen Riemen verbunden ist. Der Wechselrichter 3 und das System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme sind mit der Batterie 8 und der elektrischen Laststeuerung 12 über Leistungsversorgungsbusse verbunden. Die elektrische Laststeuerung 12 führt eine Leistungsversorgungssteuerung oder Leistungszufuhrsteuerung von elektrischen Lasten L1 bis Ln durch, weist Betätigungsschalter (nicht gezeigt) auf, um die Leistungsversorgungssteuerung durchzuführen, sowie verschiedene Sensoren (nicht gezeigt) für diese Leistungsversorgungssteuerung und steuert oder schaltet einen Ausgang einer elektrischen Last, die zu ihr selbst gehört, in Antwort auf externe Eingangssignale und Ausgangssignale von diesen Sensoren EIN/AUS.The motor 1 is - as mentioned - an internal combustion engine, which uses gasoline, light oil or the like as fuel and with the inverter 3 connected by a belt. The inverter 3 and the system 5 to generate power from waste heat are with the battery 8th and the electrical load control 12 connected via power supply buses. The electrical load control 12 performs power supply control or power supply control of electrical loads L1 to Ln, has operation switches (not shown) to perform the power supply control, and various sensors (not shown) for this power supply control and controls or switches an output of an electric load to itself is ON / OFF in response to external input signals and output signals from these sensors.

Die Motorsteuerung 2 dient zur Steuerung des Motors 1 und steht in Verbindung mit der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13. Diese Motorsteuerung 2 überträgt verschiedene von Sensoren (nicht gezeigt) erkannte Informationen zur Erkennung verschiedener Zustände des Motors 1, beispielsweise Motordrehzahl, an die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 und steuert, den Ausgang des Motors 1 abhängig von Anweisungen von Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13.The engine control 2 is used to control the engine 1 and is related to the vehicle power supply control 13 , This engine control 2 transmits various information detected by sensors (not shown) to detect various conditions of the engine 1 , For example, engine speed, to the vehicle power supply control 13 and controls the output of the motor 1 depending on instructions of vehicle power supply control 13 ,

Die Wechselrichtersteuerung 4 überträgt Informationen von momentan erzeugter elektrischer Leistung, Drehzahl etc. des Wechselrichters 3 an die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13. Weiterhin empfängt die Wechselrichtersteuerung 4 Fahrzeugbremsinformationen, welche von einer Fahrzeugsteuerung (nicht gezeigt) eingegeben werden und führt, um die vom Wechselrichter 3 erzeugte elektrische Leistung auf einen Wert entsprechend einer Fahrzeugbremsgröße zu steuern, welche durch die Fahrzeugbremsinformation erzeugt wird, einen regenerativen Bremsvorgang durch, indem ein Feldstrom des Wechselrichters 3 erhöht wird, um eine notwendige Fahrzeugbremsgröße (regenerative Bremsgröße oder regenerativer Bremsbetrag) zu erzeugen.The inverter control 4 transmits information of currently generated electrical power, speed etc. of the inverter 3 to the vehicle power supply controller 13 , Furthermore, the inverter controller receives 4 Vehicle brake information input from a vehicle controller (not shown) to and from the inverter 3 to control generated electric power to a value corresponding to a vehicle braking amount, which is generated by the vehicle brake information, a regenerative braking operation by a field current of the inverter 3 is increased to produce a necessary vehicle braking amount (regenerative braking amount or regenerative braking amount).

Beispielsweise berechnet die oben genannte Fahrzeugsteuerung den Betrag der Fahrzeugbremsung äquivalent zu der verstellbaren Variablen einer Bremsbetätigungsvorrichtung, beispielsweise eines Bremsdruckbetragsensors (nicht gezeigt) und weist eine Steuereinheit einer hydraulischen Ölbremsvorrichtung (nicht dargestellt) an, so dass die Bremsgröße gleich dieses Fahrzeugbremsbetrags oder dieser Fahrzeugbremsgröße, von der die regenerative Bremsgröße subtrahiert wird, erzeugt wird.For example, the above-mentioned vehicle control calculates the amount of vehicle braking equivalent to the variable variable of a brake operating device, such as a brake pressure amount sensor (not shown), and a control unit of a hydraulic oil braking device (not shown), so that the braking amount equal to this vehicle braking amount or this vehicle braking quantity, from which the regenerative braking amount is subtracted, is generated.

Weiterhin bestimmt die Wechselrichtersteuerung 4, dass ein Anstieg der durch das regenerative Bremsen erzeugten elektrischen Leistung in einem Bereich einer maximalen elektrischen Leistung (maximaler Versorgungsleistungswert) ist, den der Wechselrichter 3 erzeugen (liefern) kann, und setzt diesen in einen Bereich eines maximalen ladbaren elektrischen Leistungswerts (maximaler Wert der elektrischen Ladeleistung) der Batterie 8. D. h., die Wechselrichtersteuerung 4 steuert die von dem Wechselrichter 3 erzeugte elektrische Leistung, steuert das Laden und Entladen der Batterie 8 und steuert den Leistungsverbrauch einer jeden elektrischen Last.Furthermore, the inverter control determines 4 in that an increase in the electric power generated by the regenerative braking is in a range of maximum electric power (maximum supply power value) that the inverter 3 can generate (supply), and sets this in a range of a maximum loadable electrical power value (maximum value of the electrical charging power) of the battery 8th , That is, the inverter control 4 controls those of the inverter 3 generated electric power, controls the charging and discharging of the battery 8th and controls the power consumption of each electrical load.

In Verbindung mit der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 sind der Batteriezustandsdetektor 9 zur Erkennung der Zustände der Batterie 8, beispielsweise Batterietemperatur, Eingangs/Ausgangsströme der Batterie und Batteriespannung, sowie der Busspannungsdetektor 10 zur Erkennung eines Spannungswerts auf dem Leistungsversorgungsbus und der Stromdetektor 11 zur Erkennung eines Laststroms an die Laststeuerung 12. Die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 steht mit der Laststeuerung 12 über eine Multiplex-Signalübertragungsleitung in Verbindung und sendet/empfängt Informationen an bzw. von der Laststeuerung 12 auf bidirektionale Weise mittels einer Multiplexkommunikation.In connection with the vehicle power supply control 13 are the battery condition detector 9 for detecting the states of the battery 8th For example, battery temperature, input / output currents of the battery and battery voltage, and the bus voltage detector 10 for detecting a voltage value on the power supply bus and the current detector 11 for detecting a load current to the load controller 12 , The vehicle power supply control 13 stands with the load control 12 via a multiplex signal transmission line and sends / receives information to / from the load controller 12 in a bidirectional manner by means of multiplex communication.

Die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 überwacht die Zustände des Wechselrichters 3, des Systems 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme, der Batterie 8, des Leistungsversorgungsbusses etc. und steuert den Wechselrichter 3 und das System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme über die Wechselrichtersteuerung 4 und die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme. Die vom Wechselrichter 3 und dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme erzeugten elektrischen Leistungen werden durch Anweisungen von der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 gesteuert.The vehicle power supply control 13 monitors the states of the inverter 3 , the system 5 for generating power from waste heat, the battery 8th , the power supply bus, etc. and controls the inverter 3 and the system 5 for generating power from waste heat via the inverter control 4 and the controller 6 for generating power from waste heat. The inverter 3 and the system 5 Electric power generated to generate power from waste heat is given by instructions from the vehicle power supply controller 13 controlled.

2 zeigt das System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme oder auf thermischem Weg. Dieses System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme führt eine thermische Leistungserzeugung unter Verwendung eines Kondensations- und Entspannungszyklus eines Kühlmittels durch. D. h., ein Kühlmittel kann thermische Energie von Motorkühlwasser mittels eines Wärmetauschers 5a absorbieren oder aufnehmen. Dieses Kühlmittel dehnt sich aus oder entspannt sich mit thermischer Energie des Motorkühlwassers innerhalb eines Entspanners 5b und die kinetische Energie treibt einen Abwärme-Leistungsgenerator 5c, um elektrische Leistung zu erzeugen. Diese Anordnung erlaubt die Erzeugung elektrischer Leistung unter Verwendung von thermischer Energie des Motorkühlwassers. 2 shows the system 5 for generating power from waste heat or by thermal means. This system 5 For generating waste heat, thermal power generation using a condensation and relaxation cycle of a coolant is performed. That is, a coolant may thermal energy of engine cooling water by means of a heat exchanger 5a absorb or absorb. This coolant expands or relaxes with thermal energy of the engine cooling water within a flasher 5b and the kinetic energy drives a waste heat generator 5c to generate electrical power. This arrangement allows the generation of electric power using thermal energy of the engine cooling water.

Eine Kühlmittelpumpe 5e dient zur Zirkulation des Kühlmittels innerhalb des Entspanners 5d und ein Kondensator überträgt eine Kühlmittelpumpendrehzahl Np an eine Kühlmittelpumpenmotorsteuerung 5g, so dass eine Steuerung durch diese Kühlmittelpumpenmotorsteuerung 5g erfolgt. Die Kühlmittelpumpenmotorsteuerung 5g überträgt die Kühlmittelpumpendrehzahl Np an die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme.A coolant pump 5e serves to circulate the coolant inside the expander 5d and a condenser transmits a refrigerant pump speed Np to a coolant pump motor controller 5g so that control by this coolant pump motor control 5g he follows. The coolant pump motor control 5g transmits the coolant pump speed Np to the controller 6 for generating power from waste heat.

Ein Drucksensor 5f erkennt den Kühlmitteldruck Ph am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e und überträgt diesen an die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Wärme. Der Wassertemperaturdetektor 7 erkennt eine Motorkühlwassertemperatur Tw und überträgt diese ebenfalls an die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme.A pressure sensor 5f detects the coolant pressure P h at the inlet of the coolant pump 5e and transmits it to the controller 6 for generating power from heat. The water temperature detector 7 detects an engine cooling water temperature T w and transmits it also to the controller 6 for generating power from waste heat.

Die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme überträgt eine Anweisung betreffend die Menge an zu erzeugender elektrischer Leistung an eine Generatorsteuerung 5d. Die Generatorsteuerung 5d empfängt die Anweisung betreffend die Menge an zu erzeugender elektrischer Leistung, um den Abwärme-Leistungsgenerator 5c zu steuern und liefert die von dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c erzeugte elektrische Leistung an den Leistungsversorgungsbus. Weiterhin überträgt die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme einen Wasserpumpendrehbefehl an eine Wasserpumpenmotorsteuerung 5h. Die Wasserpumpenmotorsteuerung 5h empfängt den Wasserpumpendrehbefehl, um eine elektrische Wasserpumpe zu steuern.The control 6 For generating power from waste heat, an instruction regarding the amount of electric power to be generated transmits to a generator controller 5d , The generator control 5d receives the instruction concerning the amount of electric power to be generated to the waste heat power generator 5c to control and deliver those from the waste heat power generator 5c generated electrical power to the power supply bus. Furthermore, the controller transmits 6 for generating power from waste heat, a water pump rotation command to a water pump motor controller 5h , The water pump motor control 5h receives the water pump rotation command to control an electric water pump.

Nachfolgend wird die elektrische Leistungssteuerung im elektrischen System von 1, welche von der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 durchgeführt wird, erläutert. Bei dieser elektrischen Leistungssteuerung werden die maximalen Versorgungsleistungen und ihre Leistungserzeugungskosten einer Mehrzahl von Leistungsversorgungsquellen (in dieser Ausführungsform der Motor 1, die regenerative Bremsvorrichtung, die Batterie 8 und andere nicht gezeigte Leistungsversorger und der Abwärme-Leistungsgenerator 5c zur Zufuhr elektrischer Leistung berechnet und die Zuweisung benötigter elektrischer Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle wird so bestimmt, dass elektrische Leistung in einem Bereich der maximalen Versorgungsleistung zugeführt wird, um der Leistungsversorgungsquelle, deren Leistungserzeugungskosten niedrig sind, gegenüber den elektrischen Leistungsanforderungen des elektrischen Systems Priorität zu verleihen. Die bestimmten benötigten elektrischen Leistungen werden den jeweiligen Leistungsversorgungsquellen übertragen bzw. die Leistungsversorgungsquellen liefern diese benötigten elektrischen Leistungen. Die regenerative Bremsvorrichtung, welche als Leistungsversorgungsquelle dient, enthält den Wechselrichter 3, der zum Zeitpunkt der regenerativen Bremsung zu betätigen ist, sowie die Wechselrichtersteuerung 4, um diesen zu steuern.Hereinafter, the electric power control in the electric system of 1 which depends on the vehicle power supply control 13 is performed explained. In this electric power control, the maximum supply powers and their power generation costs become a plurality of power supply sources (in this embodiment, the motor 1 , the regenerative braking device, the battery 8th and other not-shown power suppliers and the waste heat power generator 5c is calculated to supply electric power, and the allocation of required electric power to each power supply source is determined so that electric power is supplied in a range of the maximum supply power to give priority to the power supply source whose power generation cost is low against the electrical power requirements of the electrical system. The particular required electrical power is transmitted to the respective power supply sources or the power supply sources provide these required electrical services. The regenerative braking device serving as a power source includes the inverter 3 to be operated at the time of regenerative braking, and the inverter control 4 to control this.

Hierbei kann, was das Verfahren zur Berechnung von der maximalen erzeugten elektrischen Leistung in dem Motor 1 als Leistungsversorgungsquelle, der regenerativen Bremsvorrichtung 8, der Batterie 8 und anderer Leistungsquellen und deren Leistungserzeugungskosten, sowie das Verfahren zur Berechnung des Bedarfs an elektrischer Leistung betrifft, ein Berechnungsverfahren in dem Verfahren zur Verwaltung eines elektrischen Fahrzeugsystems verwendet werden, welches in der JP-2004-260908 A von der gleichen Anmelderin beschrieben ist. Bei dieser Ausführungsform wird ein Berechnungsprozess zur Berechnung der maximalen Versorgungsleistung durch den Abwärme-Leistungsgenerator 5c und dessen Leistungserzeugungskosten durchgeführt und in der Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme durchgeführt. Der Berechnungsprozess wird nachfolgend unter Verwendung des Flussdiagramms von 3 erläutert.This may be what the method of calculating the maximum generated electrical power in the engine 1 as a power source, the regenerative braking device 8th , the battery 8th and other power sources and their power generation cost, as well as the method of calculating the demand for electric power, a calculation method can be used in the method for managing an electric vehicle system, which is described in US Pat JP-2004-260908 A described by the same applicant. In this embodiment, a calculation process for calculating the maximum supply power by the waste heat power generator becomes 5c and its power generation costs performed and in the controller 6 performed to generate power from waste heat. The calculation process will be described below using the flowchart of FIG 3 explained.

Zunächst werden im Schritt S10 verschiedene Datenteile wie folgt erhalten: der Kühlmitteldruck Ph am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e vom Drucksensor 5f, die Kühlmittelpumpendrehzahl Np vom Motor der Kühlmittelpumpe 5e und die Motorkühlwassertemperatur TW vom Wassertemperaturdetektor 7.First, in step S10, various pieces of data are obtained as follows: the refrigerant pressure P h at the inlet of the coolant pump 5e from the pressure sensor 5f , the coolant pump speed N p from the motor of the coolant pump 5e and the engine cooling water temperature T W from the water temperature detector 7 ,

Im Schritt S20 wird eine Massenflussrate Gr des Kühlmittels berechnet, indem die Kühlmittelpumpendrehzahl Np mit Abgabevolumen Vp, Kühlmitteldichte ρ und Kühlmittelpumpenleistungsgrad ηp multipliziet wird.In step S20, a mass flow rate G r of the refrigerant is calculated by multiplying the refrigerant pump speed N p by the discharge volume V p , the refrigerant density ρ, and the refrigerant pump efficiency η p .

Die maximale Zufuhr- oder Versorgungsleistung WTGMAX in dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c wird aus dem Kühlmitteldruck Ph, der Massenflussrate Gr des Kühlmittels und der Motorkühlwassertemperatur TW geschätzt.The maximum supply power W TGMAX in the waste heat power generator 5c is estimated from the refrigerant pressure P h , the mass flow rate G r of the refrigerant, and the engine cooling water temperature T W.

Wie beispielsweise in 6 gezeigt, werden Datenmappen mit den Beziehungen der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX gegenüber Variablen des Kühlmitteldrucks Ph, der Massenflussrate Gr des Kühlmittels und der Motorkühlwassertemperatur TW vorab erstellt und die maximale Versorgungsleistung WTGMAX zur Ermöglichung der Leistungserzeugung wird aus diesen Mappendaten berechnet. Somit kann bei der thermischen Leistungserzeugung unter Verwendung eines Kondensations- und Entspannungszyklus des Kühlmittels die maximale Zufuhr- oder Versorgungsleistung für die Leistungserzeugung auf thermischem Weg aus dem Druck des Kühlmittels vor dessen Entspannung, der Massenflussrate des Kühlmittels und der Wassertemperatur des Motorkühlwassers, welches zur Expansion oder Entspannung des Kühlmittels verwendbar ist, berechnet werden.Such as in 6 1, data folders having the relationships of the maximum supply power W TGMAX versus variables of the refrigerant pressure P h , the mass flow rate G r of the refrigerant, and the engine cooling water temperature T W are prepared in advance, and the maximum supply power W TGMAX for enabling the power generation is calculated from these map data. Thus, in thermal power generation using a condensing and relaxing cycle of the refrigerant, the maximum supply or supply power for thermal generation can be determined from the pressure of the refrigerant before its expansion, the mass flow rate of the refrigerant, and the water temperature of the engine cooling water used for expansion or expansion Relaxation of the coolant is used, can be calculated.

Wie hier aus einer Beziehung zwischen der Motorkühlwassertemperatur Tw und der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX in dieser Figur gesehen werden kann, welche einen unteren Grenzwert der Wassertemperatursteuerung der Motorkühlwassertemperatur TW als unterer Wassertemperatursteuergrenzwert TWLL darstellt, wird die maximale Versorgungsleistung WTGMAX zu einer elektrischen Leistung im Wesentlichen proportional zu einer Differenz zwischen der Motorkühlwassertemperatur TW und dem unteren Wassertemperatursteuergrenzwert TWLL. Folglich kann die maximale Versorgungsleistung WTGMAX aus der folgenden Formel berechnet werden, wobei die Variablen der folgenden Formel wie in 6 gezeigt sind:As can be seen here from a relationship between the engine cooling water temperature T w and the maximum supply power W TGMAX in this figure representing a lower limit of the water temperature control of the engine cooling water temperature T W as the lower water temperature control limit T WLL , the maximum supply power W TGMAX becomes an electric power substantially in proportion to a difference between the engine cooling water temperature T W and the lower water temperature control threshold T WLL . Thus, the maximum supply power W TGMAX can be calculated from the following formula, with the variables of the following formula as in 6 shown are:

(Formel 1)(Formula 1)

  • Maximale Versorgungsleistung WTGMAX = k × ηTG × (TW – TWLL)Maximum supply power W TGMAX = k × η TG × (T W - T WLL )

Durch diese Formel kann die maximale Versorgungsleistung basierend auf der Motorkühlwassertemperatur berechnet werden. Wenn die Motorkühlwassertemperatur TW unter dem unteren Wassertemperatursteuergrenzwert TWLL ist, wird die maximale Versorgungsleistung WTGMAX auf Null (0) gesetzt. Diese Festsetzung macht es möglich, elektrische Leistungszufuhr von dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c zu ignorieren, was dann ein zu starkes Absinken der Motorkühklwassertemperatur aufgrund der thermischen Leistungserzeugung (Leistungserzeugung auf thermischem Weg) verhindert. Dies wiederum kann den Kraftstoffverbrauch und Emissionen verringern.This formula allows the maximum supply power to be calculated based on the engine cooling water temperature. When the engine cooling water temperature T W is below the lower water temperature control limit T WLL , the maximum supply power W TGMAX is set to zero (0). This fixing makes it possible to supply electric power from the waste heat power generator 5c to ignore, which then prevents an excessive drop in engine cooling water temperature due to thermal power generation (thermal power generation). This in turn can reduce fuel consumption and emissions.

Im Schritt S30 werden die Leistungserzeugungskosten CTG durch den Abwärme-Leistungsgenerator 5c berechnet. Diese Leistungserzeugungskosten CTG werden durch die folgende Formel berechnet, wobei die Variablen der folgenden Formel wie in 7 gezeigt sind:In step S30, the power generation costs C TG are determined by the waste heat power generator 5c calculated. These power generation costs C TG are calculated by the following formula, with the variables of the following formula as in 7 shown are:

(Formel 2)(Formula 2)

  • Leistungserzeugungskosten CTG = [{kF(TW – a × WTG) – kF(TW)} × F(ω, τ)]/WTG Power generation cost C TG = [{kF (T W - a × W TG ) - k F (T W )} × F (ω, τ)] / W TG

Wie in der obigen Formel gezeigt, werden die Leistungserzeugungskosten CTG aus einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs relativ zu dem Kraftstoffverbrauch des Motors 1 als Referenz berechnet, wenn die Motorkühlwassertemperatur TW auf einer Steuerzieltemperatur TWM (Mitteltemperatur) bei der Temperatursteuerung des Motorkühlwassers ist. D. h., durch Darstellen eines Kraftstoffverbrauchs, wenn die Motorkühlwassertemperatur TW die Steuerzieltemperatur TWM ist, als F(ω, τ) und durch Darstellen eines Verhältnisses hiervon zu einem Kraftstoffverbrauch bei einer Motorkühlwassertemperatur bei gleicher Drehzahl und Ausgangsdrehmoment als kF(TW) kann, da die Temperaturänderungsrate proportional zu der erzeugten elektrischen Leistung WTG ist, der Anstieg des Kraftstoffverbrauchs als Zähler in der obigen Formel berechnet werden. Folglich können die Leistungserzeugungskosten CTG durch Division dieses Anstiegs des Kraftstoffverbrauchs durch die obige erzeugte elektrische Leistung WTG berechnet werden.As shown in the above formula, the power generation cost C TG becomes an increase in fuel consumption relative to the fuel consumption of the engine 1 calculated as a reference when the engine cooling water temperature T W at a control target temperature T WM (middle temperature) at the temperature control of the engine cooling water is. That is, by representing a fuel consumption when the engine cooling water temperature T W is the control target temperature T WM as F (ω, τ) and representing a ratio thereof to a fuel consumption at an engine cooling water temperature at the same rotational speed and output torque as k F (T W ), since the temperature change rate is proportional to the generated electric power W TG , the increase in fuel consumption as a counter can be calculated in the above formula. Consequently, the power generation cost C TG can be calculated by dividing this increase in fuel consumption by the above generated electric power W TG .

Folglich kann der Anstieg des Kraftstoffverbrauchs des Motors 1 relativ zur erzeugten elektrischen Einheitsleistung des Abwärme-Leistungsgenerators 5c als Leistungserzeugungskosten CTG des Abwärme-Leistungsgenerators 5c bezeichnet werden. Im Schritt S40 werden die so berechnete maximale Versorgungsleistung WTGMAX und die Leistungserzeugungskosten CTG der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 übertragen.Consequently, the increase in fuel consumption of the engine 1 relative to the generated unitary electrical power of the waste heat power generator 5c as power generation cost C TG of the waste heat power generator 5c be designated. In step S40, the thus calculated maximum supply power W TGMAX and the power generation cost C TG of the vehicle power supply control 13 transfer.

Bei der Berechnung der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX und der Leistungserzeugungskosten CTG in S20 und S30 gemäß obiger Beschreibung wird elektrische Leistung durch thermische Energie des Motorkühlwassers erzeugt, wenn die Wassertemperatur des Motorkühlwassers eine Steuerzielwassertemperatur TWM zur Steuerung der Motorkühlwassertemperatur übersteigt und die maximale Versorgungsleistung, welche zugeführt werden kann und die Leistungserzeugungskosten können berechnet werden.In the calculation of the maximum supply power W TGMAX and the power generation cost C TG in S20 and S30 described above, electric power is generated by thermal energy of the engine cooling water when the water temperature of the engine cooling water exceeds a control target water temperature T WM for controlling the engine cooling water temperature and the maximum supply power can be supplied and the power generation costs can be calculated.

D. h., eine thermische Energie, wenn die Wassertemperatur des Motorkühlwassers die Steuerzielwassertemperatur TWM zur Steuerung der Motorkühlwassertemperatur übersteigt, wird eine vollständig unnötige thermische Energie. Folglich werden die maximale Versorgungsleistung, welche in der Lage ist, eine Versorgung zu bieten und die Leistungserzeugungskosten unter Verwendung dieser völlig unnötigen thermischen Energie berechnet. Im Ergebnis wird die maximale Versorgungsleistung, welche geliefert werden kann, ohne Erzeugung der Leistungserzeugungskosten und ohne Erhöhung von Kraftstoffverbrauch und Emission berechnet.That is, a thermal energy when the water temperature of the engine cooling water exceeds the control target water temperature T WM for controlling the engine cooling water temperature becomes a completely unnecessary thermal energy. Consequently, the maximum supply power capable of providing a supply and the power generation cost are calculated using this totally unnecessary thermal energy. As a result, the maximum supply power that can be supplied is calculated without generating the power generation cost and without increasing fuel consumption and emission.

Im Schritt S50 wird die nötige elektrische Leistung WTGrq von der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 empfangen, und im Schritt S60 werden Drehzahl und Drehmoment des Abwärme-Leistungsgenerators so gesteuert, dass die tatsächliche oder momentan erzeugte elektrische Leistung WTG gleich der nötigen elektrischen Leistung WTGrq wird.In step S50, the required electric power W TGrq from the vehicle power supply controller becomes 13 and in step S60, the rotational speed and torque of the exhaust heat power generator are controlled so that the actual or currently generated electric power W TG becomes equal to the required electric power W TGrq .

Nachfolgend wird der Zuweisungsbestimmungsprozess zur Bestimmung der Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle durch die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 durchgeführt und dieser Zuweisungsbestimmungsprozess wird unter Verwendung der Flussdiagramme der 4 und 5 erläutert. Zunächst wird im Schritt S110 von 4 die elektrische Leistungsanforderung WD des gesamten elektrischen Systems des Fahrzeugs berechnet. In S120 wird eine Information betreffend die maximale Versorgungsleistung WXXMAX und die Leistungserzeugungskosten CXX von jeder Leistungsversorgungsquelle erlangt.Hereinafter, the allocation determination process for determining the allocation of the required electric power to each power supply source by the vehicle power supply controller becomes 13 This assignment determination process is performed using the flowcharts of FIG 4 and 5 explained. First, in step S110 of FIG 4 calculated the electrical power requirement W D of the entire electrical system of the vehicle. In S120, information regarding the maximum supply power W XXMAX and the power generation cost C XX is obtained from each power supply source .

In S130 wird eine Leistungsversorgungsquelle AA, deren Leistungserzeugungskosten die niedrigsten sind, aus der erhaltenen Information entnommen und in S140 wird die maximale Versorgungsleistung WAAMAX dieser bestimmten Leistungsversorgungsquelle AA zuerst der elektrischen Leistungsanforderung WD zugewiesen. Wenn folglich die Leistungserzeugungskosten des Abwärme-Leistungsgenerators 5c Null (0) sind, liefert der Abwärme-Leistungsgenerator 5c bevorzugt elektrische Leistung an Lasten L1 bis Ln.In S130, a power supply source AA whose power generation cost is the lowest is taken out of the obtained information, and in S140, the maximum supply power W AAMAX of that particular power supply source AA is first assigned to the electric power demand W D. Consequently, when the power generation cost of the waste heat power generator 5c Zero (0), provides the waste heat power generator 5c prefers electrical power to loads L1 to Ln.

In S150 wird bestimmt, ob die elektrische Leistungsanforderung oder Anforderung für elektrische Leistung WD mit der maximalen Versorgungsleistung WAAMAX der Leistungsversorgungsquelle AA abgedeckt werden kann. Wenn hierbei die Bestimmung bejahend ist, d. h., wenn die elektrische Leistungsanforderung WD von der maximalen Versorgungsleistung WAAMAX der Leistungsversorgungsquelle AA abgedeckt werden kann, geht der Ablauf zu S180. Wenn die Entscheidung negativ ist, d. h., wenn die elektrische Leistungsanforderung WD alleine mit der maximalen Versorgungsleistung WAAMAX der Leistungsversorgungsquelle AA nicht abgedeckt werden kann, geht der Ablauf zu S160.In S150, it is determined whether the electric power demand or the electric power requirement W D can be covered with the maximum power W AAMAX of the power source AA. Here, if the determination is affirmative, that is, if the electric power demand W D can be covered by the maximum power W AAMAX of the power source AA, the process goes to S180. If the decision is negative, that is, if the electric power demand W D alone can not be covered with the maximum power W AAMAX of the power source AA, the process goes to S160.

In S180 wird die nötige elektrische Leistung WAarq = WD an die Leistungsversorgungsquelle AA bestimmt und die nötige elektrische Leistung WAArq, welche zu bestimmen ist, wird der Leistungsversorgungsquelle AA zugeführt. In Antwort hierauf liefert die Leistungsversorgungsquelle AA elektrische Leistung, so dass die tatsächlich erzeugte elektrische Leistung WAA gleich der benötigten elektrischen Leistung WAArq wird.In S180, the required electric power W Aarq = W D to the power supply source AA is determined, and the required electric power W AArq to be determined is supplied to the power supply source AA. In response to this, the power supply source AA supplies electric power so that the actually generated electric power W AA is equal to the required electric power W AArq .

Andererseits wird in S160 die benötigte elektrische Leistung WAATq = WAAMAX, welche der Leistungsversorgungsquelle AA zugewiesen ist, bestimmt und die benötigte elektrische Leistung WAArq, welche zu bestimmen ist, wird der Leistungsversorgungsquelle AA übertragen. Durch diesen Vorgang liefert die Leistungsversorgungsquelle AA elektrische Leistung, so dass ihre tatsächlich erzeugte elektrische Leistung WAA gleich der benötigten elektrischen Leistung WAArq wird.On the other hand, in S160, the required electric power W AATq = W AAMAX assigned to the power source AA is determined, and the required electric power W AArq to be determined is transmitted to the power source AA. By this operation, the power source AA supplies electric power, so that its actually generated electric power W AA becomes equal to the required electric power W AArq .

In S170 wird ein Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1, der mit der maximalen Versorgungsleistung WAAMAX der Leistungsversorgungsquelle AA nicht abgedeckt werden kann, durch die folgende Formel bestimmt:In S170, a shortage of required electric power W D1 that can not be covered with the maximum power W AAMAX of the power source AA is determined by the following formula:

(Formel 3)(Formula 3)

  • Mangel an nötiger elektrischer Leistung WD1 = Elektrische Leistungsanforderung WD – maximale Versorgungsleistung WAAMAX.Lack of required electrical power W D1 = electrical power requirement W D - maximum power supply W AAMAX .

In S190 von 5 wird eine Leistungsversorgungsquelle BB, deren Leistungserzeugungskosten die zweitniedrigsten zu denjenige der Leistungsversorgungsquelle AA sind, entnommen und in S200 wird eine maximale Versorgungsleistung WBBMAX dieser Leistungsversorgungsquelle BB dem Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1 zugewiesen. In S210 wird bestimmt, ob der Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1 mit der maximalen Versorgungsleistung WBBMAX der Leistungsversorgungsquelle BB abgedeckt werden kann. Wenn diese Bestimmung hierbei bejahend ist, geht der Ablauf zu S250 und wenn die Entscheidung negativ ist, geht der Ablauf zu S220.In S190 of 5 That is, a power supply source BB whose power generation cost is the second-lowest to that of the power supply source AA is taken out, and in S200, a maximum supply power W BBMAX of this power supply source BB is assigned to the lack of required electric power W D1 . In S210, it is determined whether the shortage of required electric power W D1 can be covered with the maximum power W BBMAX of the power source BB. If this determination is affirmative, the process goes to S250, and if the decision is negative, the process goes to S220.

In S250 wird eine benötigte elektrische Leistung WBBrq = WD1, die der Leistungsversorgungsquelle BB zugewiesen ist, bestimmt, und die benötigte elektrische Leistung WBBrq wird der Leistungsversorgungsquelle BB übertragen. Auf diese Weise liefert die Leistungsversorgungsquelle BB elektrische Leistung, so dass ihre tatsächlich erzeugte elektrische Leistung WBB gleich der nötigen elektrischen Leistung WBBrq wird.In S250, a required electric power W BBrq = W D1 assigned to the power supply source BB is determined, and the required electric power W BBrq is transmitted to the power supply source BB. In this way, the power supply source BB supplies electric power so that its actually generated electric power W BB becomes equal to the required electric power W BBrq .

Andererseits wird in S220 die benötigte elektrische Leistung WBBrq = WBBMAX, welche der Leistungsversorgungsquelle BB zugewiesen ist, bestimmt, und die benötigte elektrische Leistung WBBrq, welche zu bestimmen ist, wird der Leistungsversorgungsquelle BB übertragen. Auf diese Weise liefert die Leistungsversorgungsquelle BB elektrische Leistung, so dass die tatsächlich erzeugte elektrische Leistung WBB gleich der benötigten elektrischen Leistung WBBrq wird.On the other hand, in S220, the required electric power W BBrq = W BBMAX assigned to the power source BB is determined, and the required electric power W BBrq to be determined is transmitted to the power source BB. In this way, the power supply source BB supplies electric power, so that the actually generated electric power W BB becomes equal to the required electric power W BBrq .

In S230 wird ein Mangel an nötiger elektrischer Leistung WD2, der die maximale Versorgungsleistung WBBMAX der Leistungsversorgungsquelle BB nicht abdecken kann, durch die folgende Formel bestimmt:In S230, a shortage of required electric power W D2 that can not cover the maximum supply power W BBMAX of the power supply source BB is determined by the following formula:

(Formel 4)(Formula 4)

  • Mangel an nötiger elektrischer Leistung WD2 = elektrische Leistungsanforderung WD1 – maximale Versorgungsleistung WBBMAX.Lack of required electrical power W D2 = electrical power requirement W D1 - maximum power supply W BBMAX .

In S240 wird eine Leistungsversorgungsquelle CC, deren Leistungserzeugungskosten die drittniedrigsten zu denjenigen der Leistungsversorgungsquelle BB sind, entnommen und danach werden die Abläufe von S200 bis S250 nacheinander wiederholt durchgeführt, ausgehend von der Leistungsversorgungsquelle CC, so dass ein Mangel an nötiger elektrischer Leistung WD2 abgedeckt ist.In S240, a power supply source CC whose power generation cost is the third-lowest to that of the power supply source BB is taken out, and thereafter, the processes from S200 to S250 are sequentially repeatedly performed from the power supply source CC so as to cover a lack of required electric power W D2 ,

Wenn in S300 eine Leistungsversorgungsquelle EE (in dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der Leistungsversorgungsquellen 5), deren Leistungserzeugungskosten am höchsten sind, eine Beziehung derart hat, dass ”maximale Versorgungsleistung WEEMAX < Mangel an nötiger elektrischer Leistung WD4, eine Steuerung derart durchgeführt, dass eine elektrische Leistungsversorgung einer Last, deren Priorität niedrig ist, unterdrückt wird, um eine Beziehung derart zu erhalten, dass maximale Versorgungsleistung WEEMAX ≥ Mangel an nötiger elektrischer Leistung WD4.If there is a power supply source EE in S300 (in this embodiment, the number of power supply sources 5 , whose power generation cost is the highest, has a relationship such that "maximum supply power W EEMAX " lack of required electric power W D4 , control is performed such that an electric power supply of a load whose priority is low is suppressed by one To obtain relationship such that maximum supply power W EEMAX ≥ lack of required electric power W D4 .

Wie oben beschrieben berechnet das elektrische System dieser Ausführungsform die maximale Versorgungsleistung und die Leistungserzeugungskosten des Abwärme-Leistungsgenerators 5c, berechnet die maximalen Versorgungsleistungen und die Leistungserzeugungskosten der anderen Leistungsversorgungsquellen und bestimmt die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle derart, dass elektrische Leistung in einem Bereich der maximalen Versorgungsleistung zugeführt wird, um der Leistungsversorgungsquelle, deren Leistungserzeugungskosten niedrig sind, bezüglich der elektrischen Leistungsanforderung Priorität zu verleihen und infolgedessen liefert jede Leistungsversorgungsquelle die zu bestimmende benötigte elektrische Leistung.As described above, the electric system of this embodiment calculates the maximum supply power and the power generation cost of the waste heat power generator 5c , calculates the maximum supply powers and the power generation costs of the other power supply sources, and determines the allocation of the required electric power to each power supply source so that electric power is supplied in a range of the maximum supply power to the power supply source whose power generation cost is low with respect to the electric power demand priority and, as a result, each power supply source provides the required electrical power to be determined.

Durch dieses Schema liefert eine Leistungserzeugung auf thermischem Weg, deren Leistungserzeugungskosten nicht wesentlich auftreten (gleich Null sind) die elektrische Leistung und infolgedessen können Leistungserzeugungskosten niedrig gehalten werden. Durch diese Kostenunterdrückung kann der Kraftstoffverbrauch bei der Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden, während die Anforderung nach elektrischer Leistung erfüllt wird.By this scheme, thermal power generation whose power generation cost does not substantially occur (equal to zero) provides the electric power and, as a result, power generation cost can be kept low. By this cost suppression, the fuel consumption in the generation of electric power can be improved while meeting the demand for electric power.

<Erste Abwandlung><First Modification>

Gemäß 8 sind bei dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme und der Wassertemperaturdetektor oder -sensor 7 einem herkömmlichen elektrischen System eines Fahrzeugs auf einfachere Weise wie in der ersten Ausführungsform hinzugefügt.According to 8th are in the system 5 to generate power from waste heat the controller 6 for generating power from waste heat and the water temperature detector or sensor 7 added to a conventional electrical system of a vehicle in a simpler manner as in the first embodiment.

Bei dieser Abwandlung berechnet die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme eine maximale Versorgungsleistung und ihre Leistungserzeugungskosten eines Abwärme-Leistungsgenerators, der in dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme enthalten ist und gleichzeitig berechnet sie Leistungserzeugungskosten für den Fall, dass die gleiche elektrische Leistung von dem Wechselrichter 3 erzeugt wird, basierend auf der Drehzahl von der Motorsteuerung 2, dem Drehmoment und dem Kraftstoffverbrauchsrate des Motors 1 und vergleicht diese mit den Leistungserzeugungskosten des Abwärme-Leistungsgenerators. Für den Fall, dass die Leistungserzeugungskosten des Abwärme-Leistungsgenerators niedriger sind, erzeugt der Abwärme-Leistungsgenerator die elektrische Leistung und eine Busspannung des Leistungsversorgungsbusses wird auf einen bestimmten Wert oder darüber gehalten. Da somit die Leistungserzeugung durch den Wechselrichter 3 automatisch unterdrückt wird, liefert der Abwärme-Leistungsgenerator bevorzugt die benötigte elektrische Leistung. Wenn die Leistungserzeugung auf thermischem Weg unterdrückt wird, da die Leistungserzeugungskosten hoch sind, beispielsweise aufgrund von niedriger Kühlwassertemperatur oder dergleichen, oder wenn die maximale Versorgungsleistung für die Anforderung seitens einer Last nicht ausreichend ist, nimmt die Busspannung ab und folglich schaltet ein Regulierer (nicht gezeigt) im Wechselrichter 3 ein, um die von der Motorleistungserzeugung erzeugte elektrische Leistung zu liefern, so dass die Busspannung auf einen bestimmten Wert oder darüber gehalten wird.In this modification, the controller calculates 6 for waste heat generation, a maximum supply power and its power generation cost of a waste heat power generator operating in the system 5 to generate power from waste heat and at the same time it calculates power generation costs in the event that the same electric power from the inverter 3 is generated based on the speed of the engine control 2 , the torque and the fuel consumption rate of the engine 1 and compares these with the power generation cost of the waste heat power generator. In the case where the power generation cost of the waste heat power generator is lower, the waste heat power generator generates the electric power, and a bus voltage of the power supply bus is maintained at or above a certain value. Since thus the power generation by the inverter 3 is automatically suppressed, the waste heat power generator preferably supplies the required electrical power. When the power generation is suppressed thermally because the power generation cost is high due to, for example, low cooling water temperature or the like, or when the maximum supply load is not sufficient for the request from a load, the bus voltage decreases and thus a regulator (not shown) switches ) in the inverter 3 in order to supply the electric power generated by the motor power generation so that the bus voltage is maintained at a certain value or above.

Nachfolgend wird der Zuweisungsbestimmungsprozess zur Bestimmung der Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an zwei Leistungsversorgungsquellen, d. h. an den Abwärme-Leistungsgenerator und den Wechselrichter 3 unter Verwendung des Flussdiagramms von 9 erläutert. Der Zuweisungsbestimmungsprozess wird bei dieser Abwandlung in der Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme durchgeführt.Hereinafter, the allocation determination process for determining the allocation of the required electric power to two power supply sources, that is, the waste heat power generator and the inverter will be explained 3 using the flowchart of 9 explained. The allocation determination process becomes in the control in this modification 6 performed to generate power from waste heat.

Zunächst wird im Schritt S310 eine elektrische Leistungsanforderung oder ein Bedarf WD an elektrischer Leistung des gesamten elektrischen Systems des Fahrzeugs berechnet und in S320 werden Informationen einer maximalen Versorgungsleistung WXXMAX und die Leistungserzeugungskosten CXX von den beiden Leistungsversorgungsquellen erhalten.First, in step S310, an electric power demand or demand W D of electric power of the entire electric system of the vehicle is calculated, and in S320, information of a maximum supply power W XXMAX and the power generation cost C XX are obtained from the two power supply sources .

In S330 wird eine Leistungsversorgungsquelle AA, deren Leistungserzeugungkosten niedriger sind, aus der gewonnenen Information entnommen und in S340 wird eine maximale Versorgungsleistung WAAMAX dieser Leistungsversorgungsquelle AA der elektrischen Leistungsanforderung WD zugewiesen.In S330, a power source AA whose power generation cost is lower is extracted from the obtained information, and in S340, a maximum power W AAMAX of that power source AA is assigned to the electric power request W D.

In S350 wird bestimmt, ob die elektrische Leistungsanforderung WD mit der maximalen Versorgungsleistung WAAMAX der Leistungsversorgungsquelle AA abgedeckt werden kann. Wenn die Entscheidung hierbei bejahend ist, geht der Ablauf zu S390 und wenn die Entscheidung negativ ist, geht der Ablauf zu S360.In S350, it is determined whether the electric power demand W D can be covered with the maximum power W AAMAX of the power source AA. If the decision is affirmative, the process goes to S390, and if the decision is negative, the process goes to S360.

In S390 wird eine benötigte elektrische Leistung (WAArq = WD), welche der Leistungsversorgungsquelle AA zugewiesen ist, bestimmt, und die benötigte elektrische Leistung WAArq, welche zu bestimmen ist, wird der Leistungsversorgungsquelle AA zugeführt. In Antwort hierauf liefert die Leistungsversorgungsquelle AA elektrische Leistung, so dass ihre tatsächlich oder momentan erzeugte elektrische Leistung WAA gleich der benötigten elektrischen Leistung WAArq wird.In S390, a required electric power (W AArq = W D ) assigned to the power source AA is determined, and the required electric power W AArq to be determined is supplied to the power source AA. In response, the power source AA supplies electric power so that its actual or currently generated electric power W AA becomes equal to the required electric power W AArq .

Andererseits wird in S360 die benötigte elektrische Leistung WAArq = WAAMAX, welche der Leistungsversorgungsquelle AA zugewiesen ist, bestimmt, und die benötigte elektrische Leistung WAarq, welche zu bestimmen ist, wird der Leistungsversorgungsquelle AA übertragen. In Antwort hierauf liefert die Leistungsversorgungsquelle AA elektrische Leistung, so dass ihre momentan erzeugte elektrische Leistung WAA der benötigten elektrischen Leistung WAArq wird.On the other hand, in S360, the required electric power W AArq = W AAMAX assigned to the power source AA is determined, and the required electric power W Aarq to be determined is transmitted to the power source AA. In response, the power source AA supplies electric power so that its currently generated electric power W AA becomes the required electric power W AArq .

In S370 wird ein Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1, der mit der maximalen Versorgungsleistung WAAMAX der Leistungsversorgungsquelle AA nicht abgedeckt werden kann, durch die folgende Formel bestimmt:In S370, a shortage of required electric power W D1 that can not be covered by the maximum power W AAMAX of the power source AA is determined by the following formula:

(Formel 5)(Formula 5)

  • Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1 = elektrische Leistungsanforderung WD – maximale Versorgungsleistung WAAMAX.Lack of required electrical power W D1 = electrical power requirement W D - maximum power supply W AAMAX .

In S380 wird eine benötigte elektrische Leistung WBBrq = WD1 der anderen Leistungsversorgungsquelle BB bestimmt. Im Fall von maximaler Versorgungsleistung WBBMAX < Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1 wird eine Steuerung so durchgeführt, dass die elektrische Leistungszufuhr an eine Last, deren Priorität niedrig ist, unterdrückt wird, um eine Beziehung derart zu erhalten, dass maximale Versorgungsleistung WBBMAX ≥ Mangel an benötigter elektrischer Leistung WD1.In S380, a required electric power W BBrq = W D1 of the other power supply source BB is determined. In the case of maximum supply power W BBMAX <lack of required electric power W D1 , control is performed such that the electric power supply to a load whose priority is low is suppressed to obtain a relationship such that maximum supply power W BBMAX ≥ Lack of required electrical power W D1 .

Durch diese Steuerung wird in einem Fall, in dem die Leistungsversorgungsquellen auf den Abwärme-Leistungsgenerator und den üblichen Wechselrichter 3 beschränkt sind, die Leistungserzeugungkosten mit dem oben beschriebenen einfachen Aufbau minimiert. By this control, in a case where the power supply sources to the waste heat power generator and the usual inverter 3 are limited, the power generation costs minimized with the simple structure described above.

<Zweite Abwandlung><Second Modification>

In der ersten Ausführungsform wird der Zuweisungsbestimmungsprozess zur Bestimmung der Zuweisung der nötigen elektrischen Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle in der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 in der ersten Ausführungsform durchgeführt. Bei diesem Zuweisungsbestimmungsprozess wird die Zuweisung der nötigen elektrischen Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle so bestimmt, dass elektrische Leistung in einem Bereich der maximalen Zufuhr- oder Versorgungsleistung zugeführt wird, um einer Leistungsversorgungsquelle Priorität zu verleihen, deren Leistungserzeugungskosten niedrig sind.In the first embodiment, the allocation determination process for determining the allocation of the required electric power to each power supply source in the vehicle power supply control becomes 13 performed in the first embodiment. In this allocation determination process, the allocation of the required electric power to each power supply source is determined so that electric power is supplied in a range of the maximum supply power to give priority to a power supply source whose power generation cost is low.

Bei der zweiten Abwandlung kann jedoch die Zuweisung der nötigen elektrischen Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle so bestimmt werden, dass die Gesamtleistungserzeugungskosten als eine Endsumme der Leistungserzeugungskosten der Leistungsversorgungsquellen ein Minimum werden.However, in the second modification, the allocation of the required electric power to each power supply source may be determined so that the total power generation cost as a final sum of the power generation costs of the power supply sources becomes a minimum.

10 zeigt ein Diagramm, bei dem das auf Abwärme basierende Leistungserzeugungssystem gemäß dem obigen Verfahren als eine Versorgungsquelle bei einem Steuerverfahren für elektrische Leistung in einem Fahrzeug hinzuaddiert wird, wie es in der JP-2004-260908 A beschrieben ist. Wie in dieser Figur gezeigt, werden auch in dem Fall, wo die Leistungserzeugung mittels Abwärme hinzuaddiert wird, eine verfügbare Leistungserzeugungsmenge (maximale Versorgungsleistung WTGMAX) und eine elektrische Leistungsverbrauchsinformation (Leistungserzeugungskosten WTG) auf gleiche Weise wie bei anderen Leistungsversorgungsquellen ausgegeben und elektrische Leistung wird auf der Grundlage einer Zuweisungsanweisung erzeugt, die so bestimmt wird, dass die gesamten Kosten für elektrische Leistung als Gesamtsumme der Leistungserzeugungskosten der Leistungsversorgungsquellen minimal werden. Durch dieses Schema wird elektrische Leistung gemäß der Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung in jeder Anforderung von elektrischer Leistung erzeugt und somit werden die Leistungserzeugungskosten entsprechend der Anforderung an elektrischer Leistung minimal gehalten. 10 FIG. 15 is a diagram in which the waste heat-based power generation system according to the above method is added as a power source in a vehicle electric power control method as shown in FIG JP-2004-260908 A is described. As shown in this figure, also in the case where power generation by waste heat is added, an available power generation amount (maximum supply power W TGMAX ) and electric power consumption information (power generation cost W TG ) are output in the same manner as other power supply sources and become electric power based on an assignment instruction that is determined so that the total cost of electric power as a total of the power generation costs of the power supply sources becomes minimum. By this scheme, electric power is generated according to the allocation of the required electric power in each electric power demand, and thus the power generation cost corresponding to the electric power requirement is minimized.

<Dritte Abwandlung><Third modification>

Die thermische Erzeugung von Leistung der ersten Ausführungsform dient zur Erzeugung elektrischer Leistung unter Verwendung von Abwärme, welche ansonsten vollständig ungenutzt bleiben würde. Es gibt jedoch den Fall, bei dem zum Zeitpunkt eines Mangels an elektrischer Leistung im elektrischen System eines Fahrzeugs (d. h. in einem Fall, wo die Anforderung an elektrischer Leistung größer als die maximale Versorgungsleistung ist), die Motorkühlwassertemperatur höher als bei einem normalen Betrieb angehoben wird, und ein erhöhter Teil der thermischen Energie wird verwendet, mittels eines thermischen Leistungsgenerators elektrische Leistung zu erzeugen. In einem solchen Fall kann die Motorkühlwassertemperatur angehoben werden, indem das Zündzeitverhalten des Motors retardiert wird, wie beispielsweise in der JP-9-88564 A beschrieben.The thermal generation of power of the first embodiment serves to generate electric power using waste heat, which would otherwise remain completely unused. However, there is the case where, at the time of a lack of electric power in the electric system of a vehicle (ie, in a case where the electric power requirement is greater than the maximum power supply), the engine cooling water temperature is raised higher than in a normal operation and an increased portion of the thermal energy is used to generate electrical power by means of a thermal power generator. In such a case, the engine cooling water temperature can be raised by retarding the ignition timing of the engine, such as in the JP-9-88564A described.

Gemäß diesem Verfahren wird bei dieser dritten Abwandlung, wenn die obige Anstiegssteuerung der Wassertemperatur durchgeführt wird, ein zusätzlicher Kraftstoffverbrauch des Motors, der für die Anstiegssteuerung der Wassertemperatur bezüglich der elektrischen Leistung nötig ist, welche durch diese Anstiegssteuerung der Wassertemperatur geliefert wird, bestimmt, während ein Motorwellenausgang in einem bestimmten Bereich gehalten wird und dies wird den Leistungserzeugungskosten hinzuaddiert. Durch diesen Vorgang können bei Durchführung der Anstiegssteuerung der Wassertemperatur die zusätzlichen Kosten hiervon in die Leistungserzeugungskosten eingebracht werden.According to this method, in this third modification, when the above rise control of the water temperature is performed, an additional fuel consumption of the engine necessary for the increase in the water temperature with respect to the electric power supplied by this increase control of the water temperature is determined while a Motor shaft output is kept in a certain range and this is added to the power generation cost. By doing so, when performing the increase control of the water temperature, the additional cost thereof can be incorporated into the power generation cost.

Diese Beziehung zwischen der erzeugten elektrischen Leistung WTG bei der Steuerung zum Anheben der Wassertemperatur oder der Anstiegssteuerung für die Wassertemperatur (Steuerung zur Erhöhung der Abwärme) und dem zusätzlichen Kraftstoffverbrauch Fadd wird in eine Datenmappe gemäß 11A gewandelt oder vorab modelliert und die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme erhält diese Daten, so dass eine maximale Versorgungsleistung WTGMAX erhöht werden kann, selbst wenn die Motorkühlwassertemperatur TW niedrig ist. Weiterhin macht es dieses Verfahren möglich, eine Unterstützung in dem Fall zu liefern, wo elektrische Leistung mittels thermischer Erzeugung erhöht werden soll, auch unter Verwendung von Kraftstoff, also in einem Fall, wo von einem Wechselrichter erzeugte elektrische Leistung den Anstieg der elektrischen Last eines Fahrzeugs nicht abdecken kann.This relationship between the generated electric power W TG in the water temperature raising control or the water temperature increase control (waste heat increasing control) and the additional fuel consumption F add is put into a data book according to FIG 11A converted or modeled in advance and the controller 6 to generate power from waste heat receives this data, so that a maximum supply power W TGMAX can be increased, even if the engine cooling water temperature T W is low. Further, this method makes it possible to provide assistance in the case where electric power is to be increased by thermal generation, also using fuel, that is, in a case where electric power generated by an inverter increases the electric load of a vehicle can not cover.

Es ist auch möglich, Betriebsfehler von Vorrichtungen aufgrund eines Absinkens von Busspannungen oder einer Entleerung der Batterie zu verhindern, indem Leistungserzeugungsgrenzen aufgrund der Kühlwassertemperatur verringert oder beseitigt werden, so dass die Leistungserzeugung beibehalten wird, während die Anstiegsstteuerung der Kühlwassertemperatur beibehalten wird, und zwar nicht nur, wenn die Leistung des elektrischen Systems des Fahrzeugs ungenügend wird, d. h., wenn die Leistungsanforderungen größer als die maximale Versorgungsleistung wird, sondern auch, wenn die Restkapazität (SOC) der Batterie 8 merklich absinkt.It is also possible to prevent malfunctions of devices due to a decrease in bus voltages or depletion of the battery by reducing or eliminating power generation limits due to the cooling water temperature, so that the power generation is maintained while not maintaining the rising control of the cooling water temperature when the performance of the electrical system of the vehicle becomes insufficient, that is, when the power requirements exceed the maximum Supply power is, but also when the residual capacity (SOC) of the battery 8th noticeably decreases.

D. h., eine Einschränkung durch die Wassertemperatur, welche zum Zeitpunkt der maximal erzeugten Leistung als maximale Versorgungsleistung WTGMAX = k × ηTG × (TW – TWILL) ausgedrückt wird, wird verringert, um die Versorgungsleistung ein klein wenig zu erhöhen. Genauer gesagt, wie in (a) von 11B gezeigt, kann die maximale Versorgungsleistung WTGMAX von der Charakteristik der durchgezogenen Linie auf die Charakteristik der gestrichelten Linie erhöht werden, indem der untere Grenzwert TWLL der Motorkühlwassertemperatur auf TWLL' abgesenkt wird. Alternativ, wie in (b) von 11B gezeigt, kann die Begrenzung der Kühlwassertemperatur WTGMAX berechnet werden, indem Datenmappendaten verwendet werden, welche vorab erzeugt werden oder es wird eine Balance-Rechnung des Rankine-Zyklus verwendet. Diese Charakteristik ist gestrichelt dargestellt.That is, a limitation by the water temperature expressed at the time of the maximum generated power as the maximum supply power W TGMAX = k × η TG × (T W -T WILL ) is reduced to slightly increase the supply power , More specifically, as in (a) of 11B 4 , the maximum supply power W TGMAX may be increased from the characteristic of the solid line to the characteristic of the broken line by lowering the lower limit value T WLL of the engine cooling water temperature to T WLL ' . Alternatively, as in (b) of 11B 2 , the limitation of the cooling water temperature W TGMAX may be calculated by using data map data generated in advance or using a balance calculation of the Rankine cycle. This characteristic is shown in dashed lines.

Somit kann in Notfällen, beispielsweise einer ungenügenden elektrischen Leistung, ein Entladen der Batterie oder ein Absinken der Busspannung mit Priorität über einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs oder der Abgasemission vermieden werden. Diese Lockerung oder Freigabesteuerung der Einschränkung der Wassertemperatur kann in Antwort auf einen Befehl von der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 an die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme erfolgen, durch ein Absenken der Leistung unter die untere Spannungsgrenze der Busspannung oder durch eine Erkennung einer Leistungsanforderung, die über der Versorgungsleistung liegt.Thus, in an emergency, such as an insufficient electric power, discharging the battery or decreasing the bus voltage with priority over an increase in fuel consumption or exhaust emission can be avoided. This relaxation or release control of the restriction of the water temperature may be in response to a command from the vehicle power supply controller 13 to the controller 6 to produce power from waste heat, by lowering the power below the lower voltage limit of the bus voltage or by detecting a power demand that is above the supply power.

<Vierte Abwandlung><Fourth Modification>

Gemäß 12 sind bei der vierten Abwandlung ein Leistungsversorgungsbus B1, der mit dem Wechselrichter 3 verbunden ist, und ein Leistungsversorgungsbus B2, der mit dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme verbunden ist, mit einer ersten Batterie 81 bzw. einer zweiten Batterie 82 verbunden und die beiden Leistungsversorgungsbusse B1 und B2 sind miteinander über eine Differenzspannungs-Busverbindungseinheit 17 verbunden, beispielsweise einen DC/DC-Wandler.According to 12 In the fourth modification, a power supply bus B1 connected to the inverter 3 and a power supply bus B2 connected to the system 5 for generating power from waste heat, with a first battery 81 or a second battery 82 and the two power supply buses B1 and B2 are connected to each other via a differential voltage bus connection unit 17 connected, for example, a DC / DC converter.

Die Batterie 82 speichert elektrische Leistung, wenn von dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme erzeugte Kosten im Wesentlichen Null sind und liefert elektrische Leistung an den Leistungsversorgungsbus 81 über die Differenzspannungs-Busverbindungseinheit 14. Weiterhin unterstützt diese Ausführungsform den Leerlaufstopp eines Fahrzeugs, d. h., die Entladung der Batterie 82 liefert elektrische Leistung an die Lasten L1 bis Ln zum Zeitpunkt des Leerlaufs im Stopp des Fahrzeugs und liefert elektrische Leistung an einen Anlasser zum Zeitpunkt des Anlassens des Motors 1.The battery 82 stores electrical power when off the system 5 Costs generated to generate power from waste heat are essentially zero and provide electrical power to the power supply bus 81 via the differential voltage bus connection unit 14 , Furthermore, this embodiment supports the idling stop of a vehicle, ie, the discharge of the battery 82 Provides electric power to the loads L1 to Ln at the time of idling in the stop of the vehicle and supplies electric power to a starter at the time of starting the engine 1 ,

Mit diesem Schema kann die Leistungserzeugung auf thermischem Weg elektrische Leistung zum Zeitpunkt des Leerlaufstopps im Gegensatz zu einem herkömmlichen Verfahren des Speicherns elektrischer Leistung in einer Batterie durch den Motor liefern, so dass der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert werden kann.With this scheme, thermal power generation can supply electric power at the time of idling stop, unlike a conventional method of storing electric power in a battery by the engine, so that the fuel consumption of the vehicle can be improved.

Da weiterhin der Leistungsversorgungsbus B2 eine große Spannungsänderung hat, ist es notwendig, die Differenzspannungs-Busverbindungseinheit 14 vorzusehen, so dass keine Einflüsse den Leistungsversorgungsbus B1 erreichen. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwaltung der beiden Leistungsversorgungbusse B1 und B2 und deren flexiblen Betrieb und infolgedessen kann ein ausfallsicheres Leistungsversorgungssystem gebaut werden und zusätzlich kann eine neue Leistungsversorgungsquelle flexibel gehandhabt werden. Die Batterie B2 hat eine große Änderung in ihrer Restkapazität (SOC), so dass es wünschenswert ist, eine Nickelwasserstoffzelle oder eine Lithiumionenzelle zu verwenden, welche weniger Verschlechterungseigenschaften zeigt.Further, since the power supply bus B2 has a large voltage change, it is necessary to use the differential voltage bus connection unit 14 so that no influences reach the power supply bus B1. This configuration enables the management of the two power supply buses B1 and B2 and their flexible operation, and as a result, a fail-safe power supply system can be constructed, and in addition, a new power source can be flexibly handled. The battery B2 has a large change in its residual capacity (SOC), so it is desirable to use a nickel hydrogen cell or a lithium ion cell, which exhibits less deterioration characteristics.

<Fünfte Abwandlung><Fifth Modification>

13 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs gemäß dieser Abwandlung. Diese Abwandlung ist derart, dass die Gestaltung der ersten Abwandlung von 8 in einen Leistungsversorgungsbus B1 und einen Leistungsversorgungsbus B2 unterteilt ist und die Differenzspannungs-Busverbindungseinheit 14, eine Batterie 82 und ein Anlasser für Leerlaufstopp sind dieser Ausgestaltung zugefügt. 13 FIG. 12 is a block diagram of an electric system of a vehicle according to this modification. FIG. This modification is such that the design of the first modification of 8th is divided into a power supply bus B1 and a power supply bus B2, and the differential voltage bus connection unit 14 , a battery 82 and an idle stop starter are added to this embodiment.

Obgleich diese Abwandlung ähnlich wie die erste Abwandlung arbeitet, ermöglicht das Vorhandensein der Batterie 82 einen flexibleren Betrieb, der die Leistungserzeugungskosten niedrig hält. Wenn beispielsweise die Motorkühlwassertemperatur aufgrund von Leerlaufstopp oder dergleichen niedrig ist und infolgedessen Leistungserzeugungskosten auch bei der Leistungserzeugung auf thermischem Weg auftreten, kann elektrische Leistung geliefert werden, welche zu einem früheren Zeitpunkt mit geringeren Leistungserzeugungskosten in der Batterie 82 gespeichert wurden. Weiterhin ist in dem Fall, in dem das Fahrzeug fährt, die Motorkühlwassertemperatur hoch und die Leistungserzeugungskosten bei der thermischen Leistungserzeugung sind Null; die Gesamtleistungserzeugungskosten können weiterhin durch die Batterie 82 verringert werden, welche überschüssige elektrische Leistung speichert, die bei der Erzeugung die momentane elektrische Leistungsanforderung des Fahrzeugs übersteigt.Although this modification operates similarly to the first modification, the presence of the battery allows 82 a more flexible operation, which keeps the power generation costs low. For example, when the engine cooling water temperature is low due to idling stop or the like and, as a result, power generation costs are also thermal in power generation, electric power can be supplied earlier at a lower power generation cost in the battery 82 were saved. Further, in the case where the vehicle is traveling, the engine cooling water temperature is high and the power generation cost in the thermal power generation is zero; the total power generation costs can continue through the battery 82 which stores excess electric power that exceeds the instantaneous electric power demand of the vehicle when generated.

<Sechste Abwandlung> <Sixth Modification>

14 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems in einem elektrischen Hybridfahrzeug (HV). Bei dieser Abwandlung entspricht die Batterie 82 einer 12 V-Batterie, die Batterie 81 entspricht einer HV-Batterie und die Differenzspannungs-Busverbindungseinheit 14 entspricht einem DC/DC-Wandler 14; alle diese Bauteile wurden bereits in der fünften Abwandlung erwähnt und ihre Arbeitsweise ist wie in dieser fünften Abwandlung. 14 is a block diagram of an electrical system in a hybrid electric vehicle (HV). In this modification, the battery corresponds 82 a 12 V battery, the battery 81 corresponds to a HV battery and the differential voltage bus connection unit 14 corresponds to a DC / DC converter 14 ; all of these components have already been mentioned in the fifth modification and their operation is as in this fifth modification.

Wie oben beschrieben kann durch Verbinden eines Leistungsversorgungsbusses, der mit einem Abwärme-Leistungsgenerator in Verbindung steht, mit einem großen elektrischen Leistungsbus der HV-Batterie durch thermische Leistungserzeugung erzeugte elektrische Leistung als elektrische Leistung zum Bewegen des Fahrzeugs verwendet werden.As described above, by connecting a power supply bus associated with a waste heat power generator, electric power generated with a large electric power bus of the HV battery by thermal power generation can be used as electric power for moving the vehicle.

Weiterhin wird es bei dieser Ausgestaltung möglich, eine HV-Zelle hoher Kapazität zu verwenden und abhängig von dem Benutzungszustand des Fahrzeugs und den Benutzungsbedingungen eine flexible Leistungserzeugung zu betreiben und infolgedesen kann der Kraftstoffverbrauch des elektrischen Hybridfahrzeugs (HV) weiter verbessert werden. 15 ist ein Blockdiagramm, welches vereinfacht den Aufbau des elektrischen Systems von 14 zeigt.Further, in this configuration, it becomes possible to use a high-capacity HV cell and to operate a flexible power generation depending on the state of use of the vehicle and the conditions of use, and as a result, the fuel consumption of the hybrid electric vehicle (HV) can be further improved. 15 is a block diagram which simplifies the construction of the electrical system of 14 shows.

<Zweite Ausführungsform><Second Embodiment>

Eine zweite Ausführungsform ist ähnlich zur obigen ersten Ausführungsform. Bei der ersten Ausführungsform werden, wenn die maximale Versorgungsleistung WTGMAX vom Abwärme-Leistungsgenerator 5c berechnet wird, Datenmappen, welche Beziehungen der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX gegenüber den Variablen von Kühlmitteldruck Ph, Massenflussrate Gr des Kühlmittels und Motorkühlwassertemperatur TW zeigen, vorab gespeichert, wie in 6 gezeigt und die maximale Versorgungsleistung WTGMAX zur Ermöglichung der Leistungserzeugung wird aus den Datenmappen bestimmt.A second embodiment is similar to the above first embodiment. In the first embodiment, when the maximum supply power W TGMAX from the waste heat power generator 5c is calculated, data folders showing relationships of the maximum supply power W TGMAX against the variables of refrigerant pressure P h , mass flow rate G r of the refrigerant and engine cooling water temperature T W stored in advance, as in 6 and the maximum supply power W TGMAX for enabling the power generation is determined from the data folders .

Im Gegensatz hierzu zeichnet sich die zweite Ausführungsform dadurch aus, dass, wenn eine maximale Versorgungsleistung WTGMAX vom Abwärme-Leistungsgenerator 5c berechnet wird, eine Balanceberechnung eines Rankine-Zyklus des Kühlmittels und eine Korrektur eines Kühlmitteldrucks mittels aktueller Messung durchgeführt werden und die maximale Versorgungsleistung WTGMAX wird mit höherer Genauigkeit berechnet.In contrast, the second embodiment is characterized in that when a maximum supply power W TGMAX from the waste heat power generator 5c is calculated, a balance calculation of a Rankine cycle of the refrigerant and a correction of a refrigerant pressure by current measurement are performed, and the maximum supply power W TGMAX is calculated with higher accuracy.

16 zeigt ein System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme gemäß dieser Ausführungsform. Das System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme hat Drucksensoren 5i und 5j, welche den Kühlmitteldruck (Kühlmittel für die Klimaanlage) Pexin am Einlass des Entspanners 5b und den Kühlmitteldruck Pexout am dortigen Auslass erkennen. Somit wird durch Bereitstellen der Drucksensoren 5i und 5j für eine Druckerkennung zum Zeitpunkt der Entspannung und/oder Kondensation des Kühlmittels es möglich, vorhergesagte Werte etc. der erzeugten elektrischen Leistung, wie später noch beschrieben wird, durch aktuelle oder momentane Messungen zu korrigieren. Diese Drucksensoren 5i und 5j geben Erkennungssignale an die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme aus. 16 shows a system 5 for generating power from waste heat according to this embodiment. The system 5 to generate power from waste heat has pressure sensors 5i and 5y Showing the refrigerant pressure (refrigerant for the air conditioner) ex exin at the inlet of the expander 5b and recognize the refrigerant pressure P exout at the local outlet. Thus, by providing the pressure sensors 5i and 5y for pressure detection at the time of expansion and / or condensation of the coolant, it is possible to correct predicted values, etc. of the generated electric power, as described later, by current or instantaneous measurements. These pressure sensors 5i and 5y give detection signals to the controller 6 for generating power from waste heat.

Ein Kühlgebläse 5k ist mit weiteren fahrzeugseitigen Systemen vorhanden und empfängt elektrische Leistung von der Laststeuerung 12 über eine Kühlgebläsesteuerung. Der Betrieb des Kühlgebläses 5k wird von der Kühlgebläsesteuerung gesteuert. Die Kühlgebläsesteuerung führt eine Steuerung anhand von empfangenen Instruktionen von der Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme durch.A cooling fan 5k is available with other onboard systems and receives electrical power from the load controller 12 via a cooling fan control. The operation of the cooling fan 5k is controlled by the cooling fan control. The cooling fan control performs control based on received instructions from the controller 6 for generating power from waste heat through.

Nachfolgend wird die Steuerung von elektrischer Leistung eines elektrischen Systems, welche von der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 durchgeführt wird, erläutert. Bei dieser Steuerung elektrischer Leistung werden maximale Versorgungsleistungen und ihre Leistungserzeugungskosten in einer Mehrzahl von Leistungsversorgungsquellen (in dieser Ausführungsform der Motor 1, eine regenerative Bremsvorrichtung, die Batterie 8 und eine weitere nicht gezeigte Leistungsquelle und der Abwärme-Leistungsgenerator 5c) zur Zufuhr elektrischer Leistung berechnet und die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle wird so bestimmt, dass die Gesamtleistungserzeugungskosten als Gesamtsumme der Leistungserzeugungskosten der Leistungsversorgungsquellen minimal werden, wie in 10 gezeigt.Hereinafter, the electric power control of an electric system, which is performed by the vehicle power supply controller 13 is performed explained. In this electric power control, maximum supply powers and their power generation costs become in a plurality of power supply sources (in this embodiment, the engine 1 , a regenerative braking device, the battery 8th and another power source, not shown, and the waste heat power generator 5c ) is calculated to supply electric power, and the allocation of the required electric power to each power supply source is determined so that the total power generation cost as a total of the power generation costs of the power supply sources becomes minimum, as in FIG 10 shown.

Bei der Bestimmung dieser Zuweisung werden die Leistungserzeugungskosten der Leistungsversorgungsquellen miteinander verglichen. Für den Fall, dass die Leistungserzeugungskosten des Abwärme-Leistungsgenerators 5c niedriger als die der anderen Leistungsversorgungsquelle sind, wird die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an den Abwärme-Leistungsgenerator 5c bestimmt, so dass die erzeugte elektrische Leistung von dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c bevorzugt in einem Bereich dessen maximaler Versorgungsleistung geliefert wird. Es wird erwartet, dass die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung, welche zu einer Verbesserung im Kraftstoffverbrauch führt, durch diesen Vorgang bestimmt wird.In determining this allocation, the power generation costs of the power supply sources are compared with each other. In the event that the power generation costs of the waste heat power generator 5c lower than that of the other power source, the allocation of the required electric power to the waste heat power generator becomes 5c determined so that the generated electric power from the waste heat power generator 5c preferably in a range of its maximum supply power is delivered. It is expected that the allocation of the required electric power, which leads to an improvement in fuel consumption, is determined by this operation.

Weiterhin ist es zum Zeitpunkt der Zuweisungsbestimmung vorteilhaft, eine Priorität der elektrischen Leistungslast des Abwärme-Leistungsgenerators 5c höher als diejenige der anderen elektrischen Leistungslasten zu machen. Durch diese Festlegung wird die thermische Leistungserzeugung bevorzugt begonnen und die thermische Leistungserzeugung wird realisiert. Obgleich der Abwärme-Leistungsgenerator 5c normalerweise verwendet wird, elektrische Leistung bevorzugt zu erzeugen, da die Leistungserzeugungskosten Null sind. Für den Fall, dass ein Mangel an elektrischer Leistung auftritt und die Steuerung der elektrischen Leistungslast notwendig ist, wenn der Abwärme-Leistungsgenerator 5c noch nicht läuft, beispielsweise unmittelbar nach einem Kaltstart, wird die elektrische Betriebsleistung für die Hilfsmaschinen zum Starten des thermischen Leistungsgenerators, beispielsweise für die Kühlmittelpumpe, eine elektrische Wasserpumpe etc. sichergestellt und mit der thermischen Leistungserzeugung wird begonnen.Furthermore, it is advantageous at the time of allocation determination, a priority of electric power load of the waste heat power generator 5c higher than that of the other electrical power loads. By this setting, the thermal power generation is preferably started and the thermal power generation is realized. Although the waste heat generator 5c is normally used to preferentially generate electrical power since the power generation cost is zero. In the event that a lack of electrical power occurs and the control of the electric power load is necessary when the waste heat power generator 5c is not running, for example, immediately after a cold start, the electrical operating power for the auxiliary machinery for starting the thermal power generator, for example, for the coolant pump, an electric water pump, etc. ensured and with the thermal power generation is started.

Was hierbei ein Verfahren zum Berechnen der maximalen erzeugten elektrischen Leistungen und deren Leistungserzeugungskosten für den Motor 1, die regenerative Bremsvorrichtung, die Batterie 8 und andere Leistungsquellen betrifft, so ist es bei einem Verfahren zur Berechnung der elektrischen Leistungsanforderungen und einem Verfahren zur Bestimmung der Zuweisung der benötigten elektrischen Leistungen vorteilhaft, ein Berechnungsverfahren zu verwenden, welches in dem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Fahrzeugsystems verwendet wird, wie es in der JP-2004-260908 A von der gleichen Anmelderin beschrieben wird; diesbezügliche Erläuterungen erfolgen im Rahmen dieser Beschreibung nicht.Here is a method for calculating the maximum generated electric power and its power generation cost for the engine 1 , the regenerative braking device, the battery 8th and other power sources, in a method for calculating the electric power requirements and a method for determining the required electric power, it is preferable to use a calculation method used in the method of controlling an electric vehicle system as described in US Pat JP-2004-260908 A is described by the same applicant; Explanations in this regard are not made in the context of this description.

Nachfolgend werden unter Verwendung des Flussdiagramms von 17 ein Berechnungsvorgang einer verfügbaren Leistungserzeugungsmenge durch den Abwärme-Leistungsgenerator 5c (maximale Versorgungsleistung WTGMAX), eine Information über den Verbrauch von elektrischer Leistung (Leistungserzeugungskosten CTG) und eine elektrische Leistungslast LTG, sowie ein Steuerverfahren der erzeugten elektrischen Leistung durch den Abwärme-Leistungsgenerator 5c – alle durchgeführt durch die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung durch Abwärme – erläutert.Hereinafter, using the flowchart of FIG 17 a calculation process of an available power generation amount by the waste heat power generator 5c (maximum supply power W TGMAX ), information about the consumption of electric power (power generation cost C TG ) and an electric power load L TG , and a control method of the generated electric power by the waste heat power generator 5c - all performed by the controller 6 for generating power by waste heat - explained.

Zunächst werden in S10a die maximale Versorgungsleistung WTGMAX und deren Leistungserzeugungskosten CTG des Abwärme-Leistungsgenerators 5c aus einem momentanen Zustand des Fahrzeugs heraus berechnet. Da der Abwärme-Leistungsgenerator 5c elektrische Leistung unter Verwendung von thermischer Energie erzeugt, welche normalerweise ungenutzt verbleibt, betragen die Leistungserzeugungskosten CTG grundsätzlich Null (0). Jedoch können Leistungserzeugungskosten entsprechend einem Anstieg von Kraftstoffverbrauch, einem Sinken der Kühlwassertemperatur einhergehend, definiert werden, wie in 7 der ersten Ausführungsform gezeigt.First, in S10a, the maximum supply power W TGMAX and its power generation cost C TG of the waste heat power generator 5c calculated from a current state of the vehicle out. Because the waste heat power generator 5c generates electric power using thermal energy, which normally remains unused, the power generation cost C TG is basically zero (0). However, power generation cost may be defined according to an increase in fuel consumption accompanying a decrease in the cooling water temperature, as in FIG 7 of the first embodiment.

In S20a wird bestimmt, ob die maximale Versorgungsleistung WTGMAX kleiner als Null oder nicht ist, (d. h. ein negativer Wert ist oder nicht), mit anderen Worten, ob der Abwärme-Leistungsgenerator 5c in einem Zustand ist, in dem er nicht in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen, oder ob er nicht in diesem Zustand ist, da der Motor 1 sich unmittelbar nach der Zündung befindet oder sich der Abwärme-Leistungsgenerator 5c unmittelbar nach dem Startzeitpunkt befindet. Wenn hierbei die Entscheidung bejahend ist, geht der Ablauf zu S30a und wenn die Entscheidung negativ ist, geht der Ablauf zu S31a.In S20a, it is determined whether or not the maximum supply power W TGMAX is less than zero (ie, a negative value or not), in other words, whether the waste heat power generator 5c is in a state in which he is unable to produce electric power, or if he is not in this state, since the engine 1 is located immediately after ignition or the waste heat power generator 5c located immediately after the start time. If the decision is affirmative, the process goes to S30a, and if the decision is negative, the flow goes to S31a.

In S30a wird ein Absolutwert der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX, die einen negativen Wert zeigt, als elektrische Leistungslast LTG bezeichnet und die maximale Versorgungsleistung WTGMAX wird auf Null gesetzt. Durch diesen Vorgang kann, wenn die erzeugte elektrische Leistung durch den Abwärme-Leistungsgenerator niedriger als ein Leistungsverbrauch der Hilfsmaschine ist, wie später beschrieben wird, dies als eine elektrische Leistungslast gehandhabt werden. Andererseits wird in S31a die elektrische Leistungslast LTG auf Null gesetzt.In S30a, an absolute value of the maximum supply power W TGMAX showing a negative value is referred to as the electric power load L TG , and the maximum supply power W TGMAX is set to zero. By this process, when the generated electric power by the waste heat power generator is lower than a power consumption of the auxiliary machine, as described later, this can be handled as an electric power load. On the other hand, in S31a, the electric power load L TG is set to zero.

In S40a wird die maximale Versorgungsleistung WTGMAX, die Leistungserzeugungskosten CTG die elektrische Leistungslast LTG an die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 übertragen. In Antwort hierauf bestimmt die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 die Zuweisung der erzeugten elektrischen Leistung einer jeden Leistungsversorgungsquelle basierend auf der Anforderung von elektrischer Leistungslast und der maximalen Versorgungsleistungen von anderen Leistungsversorgungsquellen, beispielsweise dem Wechselrichter 3 und der Batterie 8 und deren Leistungserzeugungskosten und die benötigte elektrische Leistung, welche jeder Leistungsversorgungsquelle zugewiesen ist, werden übertragen. Durch diesen Vorgang kann die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung unter Berücksichtigung der benötigten elektrischen Leistungslast bestimmt werden, welche von der elektrischen Leistungslast benötigt wird.In S40a, the maximum supply power W TGMAX , the power generation cost C TG, the electric power load L TG to the vehicle power supply controller 13 transfer. In response, the vehicle power supply controller determines 13 the allocation of the generated electrical power of each power supply source based on the demand of electrical power load and the maximum supply power of other power supply sources, for example the inverter 3 and the battery 8th and their power generation cost and the required electric power assigned to each power source are transmitted. Through this operation, the allocation of the required electric power can be determined in consideration of the required electric power load required by the electric power load.

Wenn auf diese Weise die maximale Versorgungsleistung WTG kleiner als Null ist, wird die elektrische Leistungslast LTG, welche einen Absolutwert der maximalen Versorgungsspannung WTGMAX, die einen negativen Wert hat, der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 übertragen, so dass die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 den Abwärme-Leistungsgenerator 5c als eine der Lasten handhaben kann.In this way, when the maximum supply power W TG is smaller than zero, the electric power load L TG , which has an absolute value of the maximum supply voltage W TGMAX having a negative value, of the vehicle power supply control 13 transmit, so that the vehicle power supply control 13 the waste heat power generator 5c as one of the loads can handle.

In S50a empfängt die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme eine benötigte elektrische Leistung WTGrq, welche dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c zugewiesen wurde von der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13. In S60a werden die Drehzahl Np der Kühlmittelpumpe 5e und die Drehzahl und das Drehmoment des Abwärme-Leistungsgenerators 5c so gesteuert, dass die tatsächlich erzeugte elektrische Leistung WTG des Abwärme-Leistungsgenerators 5c gleich der benötigten elektrischen Leistung WTGrq wird. In S50a receives the control 6 for generating power from waste heat a required electric power W TGrq , which the waste heat power generator 5c has been assigned by the vehicle power supply controller 13 , In S60a, the rotational speed N p of the coolant pump becomes 5e and the speed and torque of the waste heat power generator 5c so controlled that the actually generated electric power W TG of the waste heat power generator 5c equal to the required electric power W TGrq .

Diese benötigte elektrische Leistung WTGrq wird jeder Leistungsversorgungsquelle zugewiesen, so dass die von dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c erzeugte elektrische Leistung bevorzugt in einem Bereich der maximalen zuführbaren Leistung durch den Abwärme-Leistungsgenerator 5c geliefert wird, wie oben beschrieben. Die Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme steuert die Drehzahl und das Drehmoment des Abwärme-Leistungsgenerators 5c, so dass die elektrische Leistung in diesem Bereich erzeugt wird.This required electrical power W TGrq is assigned to each power supply source so that the energy from the waste heat generator 5c generated electric power preferably in a range of the maximum supply power by the waste heat power generator 5c is delivered as described above. The control 6 Waste heat generation power controls the speed and torque of the waste heat power generator 5c so that the electric power is generated in this area.

Nachfolgend werden Details des Berechnungsvorgangs der maximalen Versorgungsleistung WTGMAX und der Leistungserzeugungskosten CTG im Schritt S10a von 17 unter Verwendung von 18 erläutert. In S410 von 18 sind die folgenden Werte benötigt: eine Fahrzeuggeschwindigkeit VV, eine Umgebungstemperatur Ta, eine Drehzahl Ng des Abwärme-Leistungsgenerators 5c, eine Motorkühlwassertemperatur TW, eine Motordrehzahl Ne, eine Drehzahl Nwp einer elektrischen Wasserpumpe 5h1, eine Drehzahl Np der Kühlmittelpumpe 5e und ein Messwert des Kühlmitteldrucks Ppin am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e zur Steuerung der Flussrate des Kühlmittels. Hereinafter , details of the calculation process of the maximum supply power W TGMAX and the power generation cost C TG in step S10a of FIG 17 under the use of 18 explained. In S410 of 18 the following values are required: a vehicle speed V V , an ambient temperature T a , a speed N g of the waste heat power generator 5c , an engine cooling water temperature T W , an engine speed N e , a speed N wp of an electric water pump 5h1 , a speed N p of the coolant pump 5e and a measured value of the refrigerant pressure P pin at the inlet of the coolant pump 5e for controlling the flow rate of the coolant.

In S420 wird eine Kühlwasserflussrate FW des Kühlwassers aus der Drehzahl Ne des Motors und der Drehzahl Nwp der elektrischen Wasserpumpe berechnet. Somit kann die Motorkühlwasserflussrate FW aus der Drehzahl Nwp der elektrischen Wasserpumpe erhalten werden.In S420, a cooling water flow rate F W of the cooling water is calculated from the rotational speed N e of the engine and the rotational speed N wp of the electric water pump. Thus, the engine cooling water flow rate F W can be obtained from the rotational speed N wp of the electric water pump.

Weiterhin wird eine Kühlmitteldichte ρ aus der Umgebungstemperatur Ta und dem momentanen Messwert Ppin des Kühlmitteldrucks am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e berechnet und dieser Wert wird mit der Drehzahl Np der Kühlmittelpumpe 5e, einem Abgabevolumen νp und einer Pumpenleistung ηp multipliziert, um eine Massenflussrate Gr des Kühlmittels zu finden.Furthermore, a coolant density ρ from the ambient temperature T a and the instantaneous measured value P pin of the coolant pressure at the inlet of the coolant pump 5e calculated and this value is at the speed N p of the coolant pump 5e , a discharge volume ν p and a pump power η p multiplied to find a mass flow rate G r of the refrigerant.

In S430 wird aus den verschiedene Größen, die in S410 und S420 erhalten und berechnet wurden, ein stationärer Zustand des Rankine-Zyklus (A nach B nach C nach D nach A nach ...) des Kühlmittels (z. B. HFC-134a) gemäß 19 durch eine Balanceberechnung berechnet. Aus diesem Zustand kann der Kühlmitteldruck und die Enthalpie (interne Energie) in jedem Zustand vorhergesagt werden.In S430, among the various quantities obtained and calculated in S410 and S420, a stationary state of the Rankine cycle (A to B to C to D to A to...) Of the refrigerant (eg, HFC-134a ) according to 19 calculated by a balance calculation. From this condition, the refrigerant pressure and the enthalpy (internal energy) in each state can be predicted.

20 zeigt einen genauen Ablauf hierzu. Da eine Technik der Balanceberechnung selbst eine allgemein bekannte Vorgehensweise ist, wird der Ablauf von S431 bis S438 von 20 nachfolgend nur kurz erläutert. Zunächst werden in S431 die Anfangsbedingungen aufgestellt. Das heißt, die Festlegungen werden wie folgt gemacht, dass eine Umgebungstemperatur Ta + α (z. B. ungefähr 5°C) als vorhergesagter Wert Tpin der Kühlmitteltemperatur am Einalss der Kühlmittelpumpe 5e festgelegt wird und ein momentaner Messwert Ppin' des Kühlmitteldruck am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e wird als vorhergesagter Wert Ppin des Kühlmitteldrucks am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e festgelegt. Basierend auf diesen festgesetzten Anfangsbedingungen wird eine temporäre Position ”A(1)” des Zyklus A im Mollier-Diagramm von 19 bestimmt. 20 shows a precise procedure for this. Since a technique of the balance calculation itself is a well-known procedure, the flow from S431 to S438 of FIG 20 only briefly explained below. First of all, the initial conditions are set in S431. That is, the determinations are made as follows such that an ambient temperature T a + α (eg, about 5 ° C) as the predicted value T pin of the coolant temperature at the inlet of the coolant pump 5e and an instantaneous measured value P pin 'of the coolant pressure at the inlet of the coolant pump 5e becomes the predicted value P pin of the refrigerant pressure at the inlet of the coolant pump 5e established. Based on these set initial conditions, a temporary position "A (1)" of cycle A in the Mollier diagram of FIG 19 certainly.

Im Schritt S432 wird aus der Motorkühlwassertemperatur TW und der Massenflussrate Gr des Kühlmittels ein Hub vom Zyklus A(1) in Richtung des Zyklus B unter einer gleichen Enthropiebedingung (d. h. ein Komprimierungshub des Kühlmittels durch die Kühlmittelpumpe 5e) berechnet, um den vorhergesagten Wert Ppout des Kühlmittels am Ausgang der Kühlmittelpumpe 5e zu ermitteln. Dann wird eine Position des Zyklus B im Mollier-Diagramm von 19 bestimmt.In step S432, from the engine cooling water temperature T W and the mass flow rate G r of the coolant, a stroke from cycle A (1) in the direction of cycle B under a same bleed condition (ie, a compression stroke of the coolant through the coolant pump 5e ) to the predicted value P pout of the coolant at the outlet of the coolant pump 5e to investigate. Then, a position of the cycle B in the Mollier diagram of 19 certainly.

In S433 wird eine Wärmetransmissionsmenge (Eingangsmenge), welche dem Kühlmittel übertragen wird, aus der Kühlwasserflussrate FW des Motorkühlwassers und der Temperatur TW berechnet. Durch Berechnung der Wärmetransmissionsmenge, welche dem Kühlmittel von der Kühlwasserflussrate FW der Motorkühlwassertemperatur TW übertragen wurde, kann der Wert eines Vorhersagefehlers zwischen dem tatsächlichen Wärmetransmissionsbetrag und einem berechneten Wärmetransmissionsbetrag klein gemacht werden.In S433, a heat transmission amount (input amount), which is transmitted to the coolant, is calculated from the cooling water flow rate F W of the engine cooling water and the temperature T W. By calculating the heat transmission amount that has been transmitted to the coolant from the cooling water flow rate F W of the engine cooling water temperature T W , the value of a prediction error between the actual heat transmission amount and a calculated heat transmission amount can be made small.

Weiterhin wird in S433 angenommen, dass ein vorhergesagter Wert Pexin des Kühlmitteldrucks am Einlass des Entspanners 5b im Wesentlichen gleich einem vorhergesagten Wert Ppout des Kühlmitteldrucks am Auslass der Kühlmittelpumpe 5e ist und ein Hub vom Zyklus B in Richtung des Zyklus C (genauer gesagt, ein Erwärmungs-/Verdampfungshub durch den Wärmetauscher 5a) wird berechnet und eine Position des Zyklus C auf dem Mollier-Diagramm von 19 wird bestimmt.Further, in S433, it is assumed that a predicted value P exin of the refrigerant pressure at the inlet of the expander 5b substantially equal to a predicted value P pout of the refrigerant pressure at the outlet the coolant pump 5e and a stroke from cycle B in the direction of cycle C (more specifically, a heating / evaporating stroke through the heat exchanger 5a ) is calculated and a position of the cycle C on the Mollier diagram of 19 is determined.

In S434 sei angenommen, dass der vorhergesagte Wert Pexout des Kühlmitteldrucks am Auslass des Entspanners 5b im Wesentlichen dem vorhergesagten Wert Ppin des Kühlmitteldrucks am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e ist und ein Hub vom Zyklus C in Richtung des Zyklus B (d. h. der Expansionshub durch den Entspanner 5b) wird unter einer gleichen Enthropiebedingung berechnet. Eine Position des Zyklus D auf dem Mollier-Diagramm von 19 wird bestimmt.In S434, it is assumed that the predicted value P exout of the refrigerant pressure at the outlet of the expander 5b essentially the predicted value P pin of the coolant pressure at the inlet of the coolant pump 5e is and a stroke from cycle C in the direction of cycle B (ie, the expansion stroke by the expander 5b ) is calculated under a same entropy condition. A position of cycle D on the Mollier diagram of 19 is determined.

In S435 wird die Wärmeabstrahlungsmenge eines Kondensierers aus der Fahrzeuggeschwindigkeit VV und der Umgebungstemperatur Ta berechnet, ein Hub vom Zyklus D in Richtung des Zyklus A(2) (d. h. ein Hub von der Kondensation/Abstrahlung durch den Kondensierer) wird berechnet und die Position des Zyklus A(2) auf dem Mollier-Diagramm von 19 wird bestimmt.In S435, the heat radiation amount of a condenser is calculated from the vehicle speed V V and the ambient temperature T a , a stroke from the cycle D in the direction of the cycle A (2) (ie, a stroke of the condensation / radiation by the condenser) is calculated, and the position of cycle A (2) on the Mollier diagram of 19 is determined.

An dieser Position wird eine Strömungsgeschwindigkeit von Gas (Luft), welches den Umfang des Kondensierers umfließt, aus der Fahrzeuggeschwindigkeit VV ermittelt und eine abgestrahlte Wärmemenge kann auf der Grundlage dieser Luftflussgeschwindigkeit und der Temperatur des Kühlmittels berechnet werden, bevor Wärme vom Kühlmittel abgestrahlt wird.At this position, a flow rate of gas (air) flowing around the circumference of the condenser is detected from the vehicle speed V V, and a radiated heat amount can be calculated on the basis of this air flow speed and the temperature of the coolant before heat is radiated from the coolant.

In S436 wird bestimmt, ob die Position des Zyklus A(1) im Wesentlichen mit der Position des Zyklus A(2) im Mollier-Diagramm von 19 übereinstimmt oder nicht. Wenn die Entscheidung bejahend ist, wird die Position des Zyklus A(1) als Position des Zyklus A bezeichnet und der Ablauf endet bei S438. Wenn die Entscheidung negativ ist, wird in S437 die Position des Zyklus A(2) auf die Position des Zyklus A(1) gegeben und die Verarbeitung von S432 bis S436 wird wiederholt, bis die Position des Zyklus A(1) im Wesentlichen mit der Position des Zyklus A(2) übereinstimmt.In S436, it is determined whether the position of the cycle A (1) substantially coincides with the position of the cycle A (2) in the Mollier diagram of FIG 19 matches or not. If the decision is affirmative, the position of the cycle A (1) is designated as the position of the cycle A, and the process ends at S438. If the decision is negative, the position of the cycle A (2) is set to the position of the cycle A (1) in S437, and the processing from S432 to S436 is repeated until the position of the cycle A (1) substantially coincides with the position Position of the cycle A (2) coincides.

Durch diesen Vorgang kann ein Betriebspunkt des Rankine-Zyklus unter Eingangsbedingungen bestimmt werden und der Zustand des Kühlmittels und verschiedene Leistungen können vorhergesagt werden. Ein vorhergesagter Wert Wex des Maschinenausgangs vom Entspanner 5b, der ein Eingang der elektrischen Leistung bei der Leistungserzeugung durch Abwärme wird, wird durch eine Differenz (ΔHex = Hexin – Hexout) zwischen einem vorhergesagten Wert der Enthalpie des Kühlmittels am Einlass des Entspanners 5b und einem vorhergesagten Wert der Enthalpie des Kühlmittels am Auslaufs hiervon im Mollier-Diagramm von 19, multipliziert mit der Massenflussrate Gr des Kühlmittels und dem Wirkungsgrad etwa ηex des Entspanners vorhergesagt.Through this operation, an operating point of the Rankine cycle under input conditions can be determined, and the state of the refrigerant and various performances can be predicted. A predicted value W ex of the machine output from the expander 5b , which becomes an input of the electric power in power generation by waste heat, is represented by a difference (ΔH ex = H exin - H exout ) between a predicted value of the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the expander 5b and a predicted value of the enthalpy of the refrigerant at the outlet thereof in the Mollier diagram of 19 , multiplied by the mass flow rate G r of the coolant and the efficiency predicted by about η ex of the expander.

Weiterhin wird unter Verwendung dieses gleichen Prinzips die elektrische Eingangsleistung Wp der Kühlmittelpumpe, welche von der Kühlmittelpumpe 5e verbraucht wird in einem Hub von Zyklus A in Richtung des Zyklus B, nämlich in einem Kompremierungshub des Kühlmittels durch die Kühlmittelpumpe 5e vorhersagbar. Durch die Vorhersageergebnisse von Kühlmitteldruck und Enthalpie kann der Leistungsverbrauch vorhergesagt werden.Furthermore, using this same principle, the electric input power W p of the coolant pump, which from the coolant pump 5e is consumed in a stroke of cycle A in the direction of cycle B, namely in a Kompremierungshub the coolant through the coolant pump 5e predictable. The prediction results of refrigerant pressure and enthalpy can predict power consumption.

In S440 von 18 werden die tatsächlich gemessenen oder momentanen Messwerte Pexin' bzw. Pexout' des Kühlmitteldrucks am Einlass bzw. am Auslass des Entspanners 5b erhalten. In S450 wird ein Ausgangskorrekturkoeffizient Aw des Entspanners 5b aus dem Maschinenausgang Wex des Enspanners 5b, vorhergesagt in S430, und den Vorhersagewerten Pexin' bzw. Pexout' und die tatsächlichen Messwerte Pexin' und Pexout' der Kühlmitteldrücke an dem Einlass und dem Auslass des Entspanners 5b berechnet.In S440 of 18 The actual measured or instantaneous measured values P exin ' and P exout', respectively, of the coolant pressure at the inlet and at the outlet of the expander 5b receive. In S450, an output correction coefficient A w of the expander becomes 5b from the machine output W ex of the tensioner 5b Predicted in S430, and 'exout or P' the prediction values P exin and the actual measurement values P exin 'and P exout' of the coolant pressures at the inlet and the outlet of the expander 5b calculated.

Ein Berechnungsverfahren des Ausgangskorrekturkoeffizienten Aw des Entspanners 5b wird unter Verwendung der 19 und 21 beschrieben. In 19 bewegt sich der für eine Balancerechnung vorhergesagte Zyklus, wie durch die gestrichelte Linie (A nach B nach C nach D nach A nach ...) gezeigt. In diesem Zyklus zeigt der Zyklus A nach B einen unter Drucksetzungs- oder Komprimierungshub im Kühlmittel durch die Kühlmittelpumpe 5e und der Zyklus B nach C zeigt einen Erhitzungs-/Verdampfungshub durch den Wärmetauscher 5a. Weiterhin zeigt der Zyklus C nach D einen Ausdehnungs- oder Entspannungshub durch den Entspanner 5b und der Zyklus D nach A zeigt einen Hub von Kondensation/Abstrahlung durch den Kondensierer. Ander-erseits bewegt sich ein tatsächlicher Gerätezyklus, wie in 19 durch die durchgezogene Linie gezeigt (A' nach B' nach C' nach D' nach A' nach ...).A calculation method of the output correction coefficient A w of the expander 5b is using the 19 and 21 described. In 19 The cycle predicted for a balance calculation moves as shown by the broken line (A to B to C to D to A to ...). In this cycle, cycle A to B shows a pressurization or compression stroke in the coolant through the coolant pump 5e and cycle B to C shows a heating / evaporating stroke through the heat exchanger 5a , Furthermore, the cycle C to D shows an expansion or expansion stroke through the expander 5b and cycle D to A shows a lift of condensation / radiation through the condenser. On the other hand, an actual device cycle is moving, as in 19 shown by the solid line (A 'to B' to C 'to D' to A 'to ...).

Der vorhergesagte Wert WTG der erzeugten elektrischen Leistung des Abwärme-Leistungsgenerators 5c wird, wie in der folgenden Formel gezeigt, ein vorhergesagter Wert Wex des Maschinenausgangs vom Entspanner 5b multipliziert mit der Leistungserzeugungseffizienz oder dem Wirkungsgrad ηG des Abwärme-Leistungsgenerators 5c minus einer Differenz aus Leistungsverbrauch Wcp dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme. Weiterhin ist der vorhergesagte Wert Wex des Maschinenausgangs vom Entspanner 5b eine Differenz ΔHex zwischen dem vorhergesagten Wert der Enthalpie des Kühlmittels am Einlass des Entspanners 5b und dem vorhergesagten Wert der Enthalpie des Kühlmittels am Ausgang hiervon, multipliziert mit der Massenflussrate Gr und dem Entspannerwirkungsgrad ηex des Kühlmittels.The predicted value W TG of the generated electrical power of the waste heat power generator 5c As shown in the following formula, a predicted value W ex of the machine output from the expander 5b multiplied by the power generation efficiency or efficiency η G of the waste heat power generator 5c minus a difference from power consumption W cp to the system 5 for generating power from waste heat. Furthermore, the predicted value W ex of the machine output from the expander 5b a difference ΔH ex between the predicted value of the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the expander 5b and the predicted value of the enthalpy of the refrigerant at the outlet thereof multiplied by the mass flow rate G r and the expander efficiency η ex of the refrigerant.

(Formel 6)(Formula 6)

  • WTG = Wex × ηG – Wcp = {(1/3.6) × ΔHex × Gr × ηex} – Wcp W TG = W ex × η G -W cp = {(1 / 3.6) × ΔH ex × G r × η ex } -W cp

Weiterhin zeigt sich aus der obigen Formel ein Korrekturwert WTG' der erzeugten elektrischen Leistung des Abwärme-Leistungsgenerators 5c durch die folgende Formel. In der folgenden Formel bezeichnen Wex' einen Korrekturwert des Maschinenausgangs vom Entspanner 5b und ΔHex' bezeichnet einen Korrekturwert der Differenz zwischen der Enthalpie des Kühlmittels am Einlass des Entspanners 5b und der Enthalpie des Kühlmittels am Ausgang hiervon:Furthermore, from the above formula, a correction value W TG 'of the generated electric power of the waste heat power generator is shown 5c by the following formula. In the following formula, W ex ' denotes a correction value of the machine output from the expander 5b and ΔH ex ' denotes a correction value of the difference between the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the expander 5b and the enthalpy of the refrigerant at the outlet thereof:

(Formel 7)(Formula 7)

  • WTG' = Wex' × ηG – Wcp = {(1/3.6) × Wex' × GR × ηex} – Wcp = Wex × (Wex'/Wex) × ηG – Wcp W TG ' = W ex' × η G - W cp = {(1 / 3.6) × W ex ' × G R × η ex } - W cp = W ex × (W ex' / W ex ) × η G - W cp

Wenn hierbei der vorhergesagte Wert Wex des Maschinenausgangs vom Entspanner 5b mit einem Verhältnis einer Differenz der Enthalpie zwischen dem Vorhersagezyklus und dem tatsächlichen Gerätezyklus multipliziert wird, kann ein korrigierter Entspannerausgang der mit dem Kühlmittelzustand des tatsächlichen Gerätes oder der tatsächlichen Geräteausstattung in Übereinstimmung ist, berechnet werden.If here the predicted value W ex of the machine output from the expander 5b is multiplied by a ratio of an enthalpy difference between the prediction cycle and the actual device cycle, a corrected expander output corresponding to the coolant state of the actual device or the actual device equipment may be calculated.

Obgleich es schwierig ist, die Differenz ΔHex' zwischen dem Korrekturwert der Enthalpie des Kühlmittels am Einlass des Entspanners 5b und dem Korrekturwert der Enthalpie des Kühlmittels am Ausgang hiervon in dem tatsächlichen Gerätezyklus direkt zu messen, kann ΔHex'/ΔHex ermittelt werden, in dem die Drücke an den Ein- und Auslässen des Entspanners 5b gemessen werden.Although it is difficult to calculate the difference ΔH ex ' between the refrigerant enthalpy correction value at the inlet of the expander 5b and to directly measure the correction value of the enthalpy of the refrigerant at the outlet thereof in the actual cycle of the device, ΔH ex ' / ΔH ex can be determined, in which the pressures at the inlets and outlets of the expander 5b be measured.

Berücksichtigt sei sowohl ein rechtwinkliges Dreieck CDR mit einer Hypotenuse, welche ein Zyklus C nach D des Kühlmittelzustands in einem Vorhersagezyklus des Mollier-Diagramms ist, wie in 21(a) gezeigt und ein rechtwinkliges Dreieck C'D'R' mit einer Hypotenuse, welche ein Zyklus C' nach D' des Kühlmittelzustandes in dem tatsächlichen Gerätezyklus des Mollier-Diagramms ist, wie in 21(b) gezeigt.Consider both a right-angle triangle CDR with a hypotenuse, which is a cycle C to D of the coolant state in a prediction cycle of the Mollier diagram, as in FIG 21 (a) and a right-angled triangle C'D'R 'with a hypotenuse, which is a cycle C' to D 'of the coolant state in the actual device cycle of the Mollier diagram, as in FIG 21 (b) shown.

Da die schrägen Seiten oder Hypotenusen CD und C'D' der beiden Dreiecke entlang isoentropischen Linien in 19 gezogen sind, können die beiden Seiten als im Wesentlichen parallel zueinander angenommen werden (CD//C'D'), was angibt, dass die beiden rechtwinkligen Dreiecke CDR und C'D'R' im Wesentlichen ähnlich sind. Da weiterhin ein Verhältnis der Seitenlängen in Horizontalrichtung gleich einem Verhältnis der Seitenlängen in Vertikalrichtung in 21(a) ist, kann das Verhältnis der Enthalpiedifferenzen in ein Verhältnis der Kühlmittelbrücke auf einer logarithmischen Achse umgewandelt werden, wie in der folgenden Formel gezeigt:Since the oblique sides or hypotenuses CD and C'D 'of the two triangles along isoentropic lines in 19 are pulled, the two sides can be assumed to be substantially parallel to each other (CD // C'D '), indicating that the two right triangles CDR and C'D'R' are substantially similar. Further, since a ratio of the side lengths in the horizontal direction is equal to a ratio of the side lengths in the vertical direction in FIG 21 (a) is, the ratio of the enthalpy differences can be converted into a ratio of the coolant bridge on a logarithmic axis, as shown in the following formula:

(Formel 8)(Formula 8)

  • AW = (ΔHex'/ΔHex) = (log10Pexin' – log10Pexout')/(log10Pexin – log10Pexout) = log10(Pexin'/Pexout')/log10(Pexin/Pexout)A W = (ΔH ex ' / ΔH ex ) = (log 10 P exin' - log 10 P exout ' ) / (log 10 P exin - log 10 P exout ) = log 10 (P exin' / P exout ' ) / log 10 (P exin / P exout )

Somit wird der Ausgangskorrekturkoeffizient AW des Entspanners 5b erhalten. In S460 wird der Leistungsverbrauch Wcp System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme aus einer Summe der elektrischen Eingangsleistung Wp der Kühlmittelpumpe, welche von der Kühlmittelpumpe 5e verbraucht wird und Leistungsverbräuchen Wc der anderen Hilfsmaschinen berechnet. Das Berechnungsverfahren des Leistungsverbrauchs Wcp in diesem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme wird unter Verwendung von 22 beschrieben.Thus, the output correction coefficient A W of the expander becomes 5b receive. In S460, the power consumption is W cp system 5 for generating power from waste heat from a sum of the electrical input power W p of the coolant pump, which of the coolant pump 5e is consumed and calculated power consumption W c of the other auxiliary machinery. The calculation method of the power consumption W cp in this system 5 to generate power from waste heat is using 22 described.

In S461 von 22 wird die elektrische Eingangsleistung Wp der Kühlmittelpumpe, die von der Kühlmittelpumpe 5e verbraucht wird, ermittelt. In S462 werden Hilfsmaschinen, welche nicht die Kühlmittelpumpe 5e sind, extrahiert und es wird bestimmt, ob das System zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme alleine durch eine Anweisung von der Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme betrieben wird oder nicht. Wenn hierbei die Festlegung bejahend ist, wird der Leistungsverbrauch (Wci: i = 1 bis n) dieser Hilfsmaschine in S463 erhalten. Wenn andererseits die Bestimmung negativ ist, wird in S464 der Leistungsverbrauch (Wci: i = 1 bis n) dieser Hilfsmaschine auf Null gesetzt.In S461 of 22 is the electrical input power W p of the coolant pump, that of the coolant pump 5e consumed is determined. In S462 are auxiliary machines, which are not the coolant pump 5e are, extracted and it is determined whether the system for generating power from waste heat alone by an instruction from the controller 6 to produce power from waste heat is operated or not. Here, if the affirmation is affirmative, the power consumption (Wci: i = 1 to n) of this auxiliary machine is obtained in S463. On the other hand, if the determination is negative, the power consumption (Wci: i = 1 to n) of this auxiliary machine is set to zero in S464.

Da es eine Hilfsmaschine gibt, welche nicht nur zur Leistungserzeugung mittels Abwärme verwendet wird, sondern auch für einen anderen Zweck (beispielsweise arbeitet das Kühlgebläse 5k auch zum Zeitpunkt eines Betriebs einer Klimaanlage innerhalb des Fahrzeugs), wird in S462 bestimmt, ob es elektrische Leistung ist, welche für die Leistungserzeugung mittels Abwärme verbraucht wird oder nicht. Wenn die Bestimmung bejahend ist, wird der Leistungsverbrauch zur Subtraktion von der erzeugten elektrischen Leistung festgelegt. In S465 wird die Leistungsverbrauchssumme Wcp aller Hilfsmaschinen, welche von der elektrischen Leistung der Leistungserzeugung mittels Abwärme zu subtrahieren sind, berechnet.Since there is an auxiliary machine which is used not only for power generation by means of waste heat but also for another purpose (for example, the cooling fan works 5k also at the time of operation of an air conditioner inside the vehicle), it is determined in S462 whether or not it is electric power consumed for power generation by waste heat. If the determination is affirmative, power consumption for subtraction from the generated electric power is set. In S465, the power consumption sum W cp of all the auxiliary machines to be subtracted from the electric power of the power generation by means of waste heat is calculated.

Wenn der Leistungsverbrauch Wcp dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme berechnet wird, wird in S470 von 18 die maximale Versorgungsleistung WTGMAX des Abwärme-Leistungsgenerators 5c aus dem vorhergesagten Maximalwert WexMAX des Maschinenausgangs vom Entspanner 5b, dem Ausgangskorrekturkoeffizienten AW des Entspanners 5b, der Leistungserzeugungseffizienz ηG des Abwärme-Leistungsgenerators 5c und dem Leistungsverbrauch Wcp in dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme gemäß folgender Formel berechnet:When the power consumption W cp the system 5 For calculating power from waste heat, see S470 of 18 the maximum supply power W TGMAX of the waste heat power generator 5c from the predicted maximum value W exMAX of the machine output from the expander 5b , the output correction coefficient A W of the expander 5b , the power generation efficiency η G of the waste heat power generator 5c and the power consumption W cp in the system 5 to Generation of power from waste heat calculated according to the following formula:

(Formel 9)(Formula 9)

  • WTGMAX = WexMAX × AW × ηG × WcpMAX W TGMAX = W exMAX × A W × η G × W cpMAX

Somit kann eine korrekte maximale Versorgungsleistung, welche den Kühlmittelzustand in dem vorliegenden Fall oder der vorliegenden Geräteanordnung wiederspiegelt, vorhergesagt werden, indem ein maximaler Leistungsverbrauch WcpMAX durch die Hilfsmaschinen subtrahiert wird, welche alleine unter Anweisung arbeiten, welche von der Steuerung 6 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme empfangen werden.Thus, a correct maximum supply power reflecting the refrigerant state in the present case or device arrangement can be predicted by subtracting a maximum power consumption W cpMAX by the auxiliary machines operating alone under instruction from the controller 6 to receive power from waste heat.

Obgleich, wie in der obigen Formel 9 gezeigt, die maximale Versorgungsleistung WTGMAX berechnet wird, indem der maximale Leistungserzeugungskosten CcpMAX in dem System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme subtrahiert wird, kann der erste Term auf der rechten Seite der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 als elektrische Leistungslast LTG zugeführt werden, ohne dass hiervon der Leistungsverbrauch Wcp vom System 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme subtrahiert wird.Although, as shown in the above formula 9, the maximum power supply W TGMAX is calculated by the maximum power generation cost C cpMAX in the system 5 For generating power from waste heat, the first term may be on the right side of the vehicle power supply control 13 be supplied as electrical power load L TG , without this being the power consumption W cp from the system 5 is subtracted to produce power from waste heat.

In diesem Fall erfolgt die Erfassung und Steuerung einer erzeugten elektrischen Netto-Leistungsgröße des Systems 5 zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme in der Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13, was den Vorteil bringt, dass die Fahrzeugleistungsversorgungssteuerung 13 gemeinsam eine Balance zwischen allen elektrischen Leistungsversorgungen und der Anforderung steuern kann, einschließlich des Falls, bei dem die erzeugte elektrische Leistungsmenge nicht ausreichend ist.In this case, the detection and control of a generated net electrical performance of the system is done 5 for generating power from waste heat in the vehicle power supply control 13 , which brings the advantage that the vehicle power supply control 13 can jointly control a balance between all the electric power supplies and the demand, including the case where the generated electric power amount is insufficient.

<Erste Abwandlung><First Modification>

Da in der zweiten Ausführungsform der Rankine-Zyklus durch eine konvergente Berechnung mittels einer Balanceberechnung vorhergesagt wird, ist der Rechenaufwand groß. Es kann erwartet werden, dass eine Berechnung in Echtzeit schwierig ist. In einem solchen Fall können die Berechnungsergebnisse der Balanceberechnung in Form einer Datenmappe berechnet werden, die Mappe kann dann in einer Speichervorrichtung gespeichert werden und eine Vorhersage kann unter Verwendung dieser Datenmappe durchgeführt werden.In the second embodiment, since the Rankine cycle is predicted by a convergent calculation by means of a balance calculation, the computational effort is large. It can be expected that calculation in real time is difficult. In such a case, the calculation results of the balance calculation may be calculated in the form of a data book, the book may then be stored in a storage device, and a prediction may be performed using this data book.

<Zweite Abwandlung><Second Modification>

Da es offensichtlich ist, dass der Kühlmitteldruck Pexout' am Auslass des Entspanners 5b im Wesentlichen gleich dem Kühlmitteldruck Ppin' am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e wird, kann der Kühlmitteldruck Pexout' am Auslass des Entspanners 5b als Kühlmitteldruck Ppin' am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e ohne den Drucksensor 5j von 16 bezeichnet werden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass für den Fall, bei dem eine Vorhersagegenauigkeit erhöht werden soll, ein Druckverlust im Kondensierer in einem Zyklus D nach A dem Kühlmitteldruck Ppin' am Einlass der Kühlmittelpumpe 5e hinzuaddiert wird, der durch einen Rechenvorgang berechnet wurde oder unter Bezugnahme auf eine Mappe als Referenz erhalten wurde und kann als Kühlmitteldruck Pexout' am Auslass des Expandierers oder Entspanners 5b bezeichnet werden.As it is obvious that the refrigerant pressure P exout ' at the outlet of the expander 5b substantially equal to the refrigerant pressure P pin ' at the inlet of the coolant pump 5e is, the refrigerant pressure P exout ' at the outlet of the expander 5b as coolant pressure P pin ' at the inlet of the coolant pump 5e without the pressure sensor 5y from 16 be designated. Furthermore, it may be advantageous that in the case where a prediction accuracy is to be increased, a pressure loss in the condenser in a cycle D to A the refrigerant pressure P pin ' at the inlet of the coolant pump 5e is added, which was calculated by a calculation operation or was obtained with reference to a folder as a reference and can as coolant pressure P exout ' at the outlet of the expander or expander 5b be designated.

<Dritte Abwandlung><Third modification>

In der zweiten Ausführungsform wird die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an die Leistungsquelle so bestimmt, dass die Gesamt-Leistungserzeugungskosten als Gesamtsumme der Leistungserzeugungskosten der Leistungsversorgungsquellen minimal werden. Jedoch kann die Zuweisung der benötigten elektrischen Leistung an jede Leistungsquelle wie in der ersten Ausführungsform gemacht werden, um die elektrische Leistung für die Anforderung nach elektrischer Leistung seitens des elektrischen Systems in dem Bereich der maximalen Versorgungsleistung in Priorität zu der Leistungsversorgungsquelle vorzunehmen, deren Leistungserzeugungskosten niedriger sind.In the second embodiment, the allocation of the required electric power to the power source is determined so that the total power generation cost as a total of the power generation cost of the power supply sources becomes minimum. However, the allocation of the required electric power to each power source as in the first embodiment may be made to make the electrical power for the electric power request from the electrical system in the range of the maximum power in priority to the power source whose power generation cost is lower ,

<Vierte Abwandlung><Fourth Modification>

Auch kann bei dem thermischen Leistungserzeugungssystem dieser Ausführungsform wie bei der dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform zum Zeitpunkt eines Mangels an elektrischer Leistung im elektrischen System des Fahrzeugs die Motorkühlwassertemperatur höher als die Wassertemperatur bei einem Normalbetrieb ansteigen und Leistung wird von dem thermischen Leistungsgenerator unter Verwendung der thermischen Energie dieses Anstiegs erzeugt.Also, in the thermal power generation system of this embodiment, as in the third modification of the first embodiment, at the time of a lack of electric power in the vehicle electric system, the engine cooling water temperature may become higher than the water temperature in a normal operation and power is output from the thermal power generator using the thermal energy generated this increase.

<Fünfte Abwandlung><Fifth Modification>

Auch können bei dem thermischen Leistungserzeugungssystem der zweiten Ausführungsform wie bei der vierten Abwandlung (12) der ersten Ausführungsform der Leistungsversorgungsbus 1 in Verbindung mit dem Wechselrichter 3 und der Leistungsversorgungsbus 2 in Verbindung mit dem System zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme mit der Batterie 81 bzw. der Batterie 82 versehen sein und die beiden Leistungsversorgungsbusse B1 und B2 werden miteinander über die Differenzspannungs-Busverbindungseinheit 14, beispielsweise den DC/DC-Wandler verbunden.Also, in the thermal power generation system of the second embodiment as in the fourth modification (FIG. 12 ) of the first embodiment of the power supply bus 1 in connection with the inverter 3 and the power bus 2 in conjunction with the system for generating power from waste heat with the battery 81 or the battery 82 be provided and the two power supply buses B1 and B2 are connected to each other via the differential voltage bus connection unit 14 , For example, the DC / DC converter connected.

<Sechste Abwandlung> <Sixth Modification>

Auch kann bei dem thermischen Leistungserzeugungssystem der zweiten Ausführungsform wie bei der sechsten Abwandlung (14) der ersten Ausführungsform der mit dem Abwärme-Leistungsgenerator 5c verbundene Leistungsversorgungsbus mit dem großen elektrischen Leitungsbus der HV-Batterie verbunden sein. Durch diese Anordnung kann elektrische Leistung auf Grund thermischer Leistungserzeugung als elektrische Leistung zum Fahrbetrieb des Fahrzeugs verwendet werden. Weiterhin wird es mit dieser Ausgestaltung möglich, eine HV-Batterie hoher Kapazität zu verwenden und eine flexible Leistungserzeugung abhängig vom Benutzungszustand des Fahrzeugs und den Benutzungsbedingungen vorzunehmen und der Kraftstoffverbrauch in dem elektrischen Hybridfahrzeug (HV) kann weiter verbessert werden.Also, in the thermal power generation system of the second embodiment as in the sixth modification (FIG. 14 ) of the first embodiment of the waste heat power generator 5c connected power supply bus to be connected to the large electrical cable bus of the HV battery. With this arrangement, electric power due to thermal power generation can be used as electric power for driving the vehicle. Further, with this configuration, it becomes possible to use a high-capacity HV battery and to flexibly generate power depending on the state of use of the vehicle and the conditions of use, and fuel consumption in the hybrid electric vehicle (HV) can be further improved.

Insoweit zusammenfassend berechnet somit eine Leistungsversorgungssteuerung eine maximale Versorgungsleistung eines Systems zur Erzeugung von Leistung aus Abwärme und dessen Leistungserzeugungskosten, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, wobei gleichzeitig eine Anforderung nach elektrischer Leistung befriedigt wird, indem erzeugte elektrische Leistung genau vorhergesagt wird. Gleichzeitig wird die maximale Versorgungsleistung von anderen Leistungsversorgungsquellen und werden deren Leistungserzeugungskosten berechnet. Die Zuweisung oder Zuteilung benötigter elektrischer Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle wird so bestimmt, dass eine Leistungsversorgungsquelle, deren Leistungserzeugungskosten niedriger sind, Priorität erhält, um elektrische Leistung zuerst in einem Bereich der maximalen Versorgungsleistung an einen Ort zu liefern, wo elektrische Leistung angefordert wird. Jede Leistungsversorgungsquelle liefert die bestimmte benötigte elektrische Leistung.To that extent, therefore, a power supply controller calculates a maximum supply power of a system for generating power from waste heat and its power generation cost to improve fuel consumption, while satisfying a demand for electric power by accurately predicting generated electric power. At the same time, the maximum supply power is calculated from other power supply sources and their power generation costs are calculated. The allocation or allocation of required electric power to each power supply source is determined so that a power supply source whose power generation cost is lower is given priority to first supply electric power in a range of the maximum supply power to a location where electric power is requested. Each power supply source provides the specific electrical power needed.

Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene andere Wege implementiert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, wie es in den nachfolgenden Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.The present invention may be implemented in various other ways without departing from the spirit of the invention as defined in the following claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 7-12009 A [0002] JP 7-12009A [0002]
  • JP 2004-260908 A [0050, 0090, 0113] JP 2004-260908 A [0050, 0090, 0113]
  • JP 9-88564 A [0091] JP 9-88564A [0091]

Claims (15)

Ein Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung einer Leistungsversorgungssteuerung, welche mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungsquellen (3, 5, 8, 14) einschließlich eines thermischen Leistungsgenerators (5) zur Erzeugung elektrischer Leistung unter Verwendung thermischer Energie einer Wärmequelle ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist: Erkennen einer Temperatur der Wärmequelle oder eines Wärmeübertragungsmediums der Wärmequelle; Berechnen einer maximalen Versorgungsleistung, welche von dem thermischen Leistungsgenerator geliefert werden kann und deren Leistungserzeugungskosten, basierend auf der Temperatur und Berechnen der maximalen Versorgungsleistung der anderen Leistungsversorgungsquellen und ihrer Leistungserzeugungskosten; und Bestimmen der Zuweisung benötigter elektrischer Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle, so dass elektrische Leistung an einen Anforderungsort für elektrische Leistung in einem Bereich der maximalen Versorgungsleistung in Priorität einer elektrischen Leistungsversorgungsquelle geliefert wird, deren Leistungserzeugungskosten niedriger sind, wobei die Leistungsversorgungsquellen jeweils die benötigte elektrische Leistung liefern.A method for controlling electrical power of a power supply controller which is connected to a plurality of power supply sources ( 3 . 5 . 8th . 14 ) including a thermal power generator ( 5 ) for generating electrical power using thermal energy of a heat source, characterized in that it comprises the steps of: detecting a temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source; Calculating a maximum supply power that can be supplied by the thermal power generator and its power generation cost, based on the temperature and calculating the maximum supply power of the other power supply sources and their power generation costs; and determining the allocation of required electric power to each power supply source so that electric power is supplied to an electric power request location in a range of the maximum supply power in priority of an electric power supply source whose power generation cost is lower, the power supply sources supplying the required electric power, respectively. Ein Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung einer Leistungsversorgungssteuerung, welche mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungsquellen (3, 5, 8, 14) einschließlich eines thermischen Leistungsgenerators (5) zur Erzeugung elektrischer Leistung unter Verwendung thermischer Energie einer Wärmequelle ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist: Erkennen einer Temperatur der Wärmequelle oder eines Wärmeübertragungsmediums der Wärmequelle; Berechnen einer maximalen Versorgungsleistung, welche von dem thermischen Leistungsgenerator geliefert werden kann und deren Leistungserzeugungskosten, basierend auf der Temperatur und Berechnen der maximalen Versorgungsleistung der anderen Leistungsversorgungsquellen und ihrer Leistungserzeugungskosten; und Bestimmen der Zuweisung benötigter elektrischer Leistung an jede Leistungsversorgungsquelle derart, dass Gesamtleistungserzeugungskosten, welche eine Gesamtsumme der Leistungserzeugungskosten der Leistungsversorgungsquellen sind, minimal werden, wobei die Leistungsversorgungsquellen jeweils die benötigte elektrische Leistung liefern.A method for controlling electrical power of a power supply controller which is connected to a plurality of power supply sources ( 3 . 5 . 8th . 14 ) including a thermal power generator ( 5 ) for generating electrical power using thermal energy of a heat source, characterized in that it comprises the steps of: detecting a temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source; Calculating a maximum supply power that can be supplied by the thermal power generator and its power generation cost based on the temperature and calculating the maximum supply power of the other power supply sources and their power generation cost; and determining the allocation of required electric power to each power supply source such that total power generation costs, which are a total of the power generation costs of the power supply sources, become minimum, each of the power supply sources supplying the required electric power. Das elektrische Leistungssteuerverfahren für das Leistungsversorgungssteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei Leistungserzeugungskosten des thermischen Leistungsgenerators als ein Inkrement des Kraftstoffverbrauchsbetrags der Wärmequelle zum Zeitpunkt der Erzeugung elektrischer Leistung durch den thermischen Leistungsgenerator relativ zu einer einheitserzeugten elektrischen Leistung des thermischen Leistungsgenerators berechnet werden.The electric power control method for the power supply control system according to claim 1 or 2, wherein power generation cost of the thermal power generator is calculated as an increment of the fuel consumption amount of the heat source at the time of generating electric power by the thermal power generator relative to unit-generated electric power of the thermal power generator. Das elektrische Leistungssteuerverfahren für das Leistungsversorgungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der thermische Leistungsgenerator Kühlwasser eines Motors als Wärmeübertragungsmedium der Wärmequelle verwendet, das Kühlmittel durch thermische Energie des Kühlwassers ausdehnen lässt und elektrische Leistung unter Verwendung der Arbeitsenergie erzeugt.The electric power control method for the power supply control system according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermal power generator uses cooling water of a motor as a heat transfer medium of the heat source, which expands coolant by thermal energy of the cooling water and generates electric power using the working power. Das elektrische Leistungssteuerverfahren für das Leistungsversorgungssteuersystem nach Anspruch 4, wobei die maximale Versorgungsleistung des thermischen Leistungsgenerators aus einem Druck vor der Entspannung des Kühlmittels, einer Flussrate des Kühlmittels und einer Temperatur des Kühlwassers berechnet wird.The electric power control method for the power supply control system according to claim 4, wherein the maximum supply capacity of the thermal power generator is calculated from a pressure before the expansion of the refrigerant, a flow rate of the refrigerant, and a temperature of the cooling water. Das elektrische Leistungssteuerverfahren für das Leistungsversorgungssteuersystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei, wenn eine Wassertemperatur des Kühlwassers niedriger als ein unterer Grenzwert zur Steuerung einer Temperatur des Kühlwassers ist, die maximale Versorgungsleistung des thermischen Leistungsgenerators auf Null gesetzt wird und wenn eine Wassertemperatur des Kühlwassers höher als der untere Grenzwert zur Steuerung der Temperatur des Kühlwassers ist, die maximale Versorgungsleistung des thermischen Leistungsgenerators auf eine elektrische Leistung gesetzt wird, die im Wesentlichen proportional zu einer Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur und dem unteren Grenzwert ist.The electric power control method for the power supply control system according to claim 4 or 5, wherein when a water temperature of the cooling water is lower than a lower limit for controlling a temperature of the cooling water, the maximum supply capacity of the thermal power generator is set to zero and when a water temperature of the cooling water is higher than the lower limit value for controlling the temperature of the cooling water, the maximum supply capacity of the thermal power generator is set to an electric power that is substantially proportional to a difference between the cooling water temperature and the lower limit value. Das elektrische Leistungssteuerverfahren nach Anspruch 6, wobei eine Begrenzung der Versorgungsleistung auf Grund eines Absinkens der Temperatur des Kühlwassers unter den unteren Grenzwert verringert wird, wenn ein Mangel an Leistung von dem elektrische Leistungsversorgungssystem, welches Leistung von den Leistungsversorgungsquellen empfängt, erkannt wird.The electric power control method according to claim 6, wherein a limitation of the supply power due to a decrease in the temperature of the cooling water is lowered below the lower limit value when a lack of power is detected by the electric power supply system receiving power from the power supply sources. Das elektrische Leistungssteuerverfahren nach Anspruch 7, wobei der Leistungsmangel erkannt wird, wenn die Leistungsanforderung die Versorgungsleistung übersteigt.The electric power control method according to claim 7, wherein the power shortage is detected when the power demand exceeds the power. Das elektrische Leistungssteuerverfahren nach Anspruch 7, wobei der Leistungsmangel erkannt wird, wenn eine Busspannung des elektrischen Leistungsquellensystems unter einem bestimmten unteren Grenzwert ist.The electric power control method according to claim 7, wherein the power shortage is detected when a bus voltage of the electric power source system is below a certain lower limit. Das elektrische Leistungssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Versorgungsleistungsbegrenzung verringert wird, indem der untere Grenzwert der Kühlwassertemperatursteuerung verringert wird. The electric power control method according to any one of claims 7 to 9, wherein the supply power limit is reduced by decreasing the lower limit value of the cooling water temperature control. Das elektrische Leistungssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei eine neue Begrenzung der Versorgungsleistung basierend auf einer Funktionsmappe berechnet wird, welche die maximale Versorgungsleistung des thermischen Leistungsgenerators oder eine interne Energieänderung des Wärmeübertragungsmediums spezifiziert.The electric power control method according to any one of claims 7 to 10, wherein a new limitation of the supply power is calculated based on a function map specifying the maximum supply power of the thermal power generator or an internal energy change of the heat transfer medium. Das Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung des Leistungsversorgungssteuersystems nach Anspruch 4 oder 5, wobei die maximale Versorgungsleistung des thermischen Leistungsgenerators und dessen Leistungserzeugungskosten eine maximale Versorgungsleistung ist, welche von thermischer Energie des Kühlwassers geliefert werden kann, welches eine Zielwassertemperatur zur Steuerung einer Wassertemperatur des Kühlwassers bzw. deren elektrische Leistungkosten übersteigt.The method for controlling electric power of the power supply control system according to claim 4 or 5, wherein the maximum supply capacity of the thermal power generator and its power generation cost is a maximum supply power, which can be supplied by thermal energy of the cooling water, which is a target water temperature for controlling a water temperature of the cooling water or whose electrical power costs exceed. Das Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung des Leistungsversorgungssteuersystems nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei bei der Durchführung einer Wassertemperaturanstiegssteuerung zum Anheben der Wassertemperatur des Kühlwassers ein zusätzlicher Kraftstoffverbrauch der Wärmequelle, der für die Wassertemperaturanstiegssteuerung notwendig ist, relativ zu der elektrischen Leistung, welche von der Wassertemperaturanstiegssteuerung geliefert werden kann, den Leistungserzeugungskosten des thermischen Leistungsgenerators hinzuaddiert wird.The electric power control method of the power supply control system according to any one of claims 4 to 12, wherein, when performing a water temperature increase control for raising the water temperature of the cooling water, additional fuel consumption of the heat source necessary for the water temperature increase control relative to the electric power supplied from the water temperature increase control Water temperature increase control can be supplied, the power generation cost of the thermal power generator is added. Das Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung des Leistungsversorgungssteuersystems nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: die Mehrzahl von Leistungsversorgungsquellen eine Mehrzahl von Batterien aufweist; wenigstens eine Batterie aus der Mehrzahl von Batterien mit dem thermischen Leistungsgenerator über einen ersten Leistungsversorgungsbus verbunden ist, um von dem thermischen Leistungsgenerator erzeugte elektrische Energie zu speichern; die andere Batterie mit einem zweiten Leistungsversorgungsbus unterschiedlich zum ersten Leistungsversorgungsbus verbunden ist; und ein Leistungsversorgungsbus-Verbindungsabschnitt zur Verbindung des ersten Leistungsversorgungsbusses und des zweiten Leistungsversorgungsbusses miteinander eine elektrische Leistungsübertragung zwischen dem ersten Leistungsversorgungsbus und dem zweiten Leistungsversorgungsbus durchführt.The method for controlling electric power of the power supply control system according to any one of claims 1 to 13, wherein: the plurality of power supply sources include a plurality of batteries; at least one battery of the plurality of batteries is connected to the thermal power generator via a first power supply bus to store electrical energy generated by the thermal power generator; the other battery is connected to a second power supply bus different from the first power supply bus; and a power supply bus connection section for connecting the first power supply bus and the second power supply bus with each other performs electric power transmission between the first power supply bus and the second power supply bus. Das Verfahren zur Steuerung elektrischer Leistung des Leistungsversorgungssteuersystems nach Anspruch 14, wobei: der erste Leistungsversorgungsbus ein Leistungsversorgungsbus für ein elektrisches Hybridfahrzeug ist; und die elektrische Leistung des thermischen Leistungsgenerators als elektrische Leistung zum Betrieb des elektrischen Hybridfahrzeuges mittels des Leistungsversorgungsbusses verwendet wird.The method of controlling electric power of the power supply control system according to claim 14, wherein: the first power supply bus is a power supply bus for a hybrid electric vehicle; and the electric power of the thermal power generator is used as electric power for operating the hybrid electric vehicle by means of the power supply bus.
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